摘要：汽輪機作為火力發(fā)電廠三大主機之一，其安全穩(wěn)定運行是保障電力供應的基礎。汽輪機可靠運行很大程度上取決于機組的振動狀態(tài)。本文針對汽輪機在運行時產生振動的常見原因進行分析，制定出相應的防范措施，保障汽輪機組穩(wěn)定運行。
??????? 關鍵詞：汽輪機；振動原因；防護措施
??????? 一、汽輪機振動原因的危害
??????? 汽輪機組結構非常復雜，它由汽輪機轉子、發(fā)電機轉子和勵磁機轉子組成。汽輪機組是在振動狀態(tài)下工作的，其振動值的大小會直接影響汽輪機的安全運行。當振動超過某一限值時，輕者噪音增大，影響轉子及其零部件的使用壽命；重者動靜部分發(fā)生摩擦，損壞零部件，甚至造成整臺機組毀壞嚴重影響電廠安全穩(wěn)定運行。
??????? 汽輪發(fā)電機組振動異常時可能引起的危害和嚴重后果如下：
??????? 1、機組部件連接處松動，地腳螺絲松動、斷裂；2、機座(臺板)二次澆灌體松動，基礎產
??????? 生裂縫；3、汽輪機葉片應力過高而疲勞折斷；4、危機保安器發(fā)生誤動作；5、通流部分的軸封裝置發(fā)生摩擦或磨損，嚴重時可能因此引起主軸的彎曲；6、滑銷磨損，滑銷嚴重磨損時，還會影響機組的正常熱膨脹，從而進一步引起更嚴重的事故；7、軸瓦烏金破裂，緊固螺釘松脫、斷裂；8、發(fā)電機轉子護環(huán)松弛磨損，芯環(huán)破損，電氣絕緣磨破，一直造成接地或短路；9、勵磁機整流子及其碳刷磨損加劇等。
??????? 二、汽輪機振動原因的機理分析
??????? （一）設計原因
??????? 軸承選型不合理，造成軸承工作穩(wěn)定性差，因此產生油膜振蕩引起汽輪機組的振動；結構設計剛度不夠，發(fā)電機轉子進入熱態(tài)時產生不平衡或支撐力剛度變化從而引起振動；隨熱態(tài)負荷的增加、各軸瓦振動急劇爬升也可能引起汽輪機組振動。以上都是設計考慮不當所造成。
??????? （二）制造原因
??????? 1、轉子不平衡產生的振動；2、聯(lián)軸器的加工不精確；3、轉子制造缺陷產生的振動；4、其他原因。
??????? （三）安裝和檢修原因
??????? 1、軸承標高不合理；2、轉子中心不正：1.轉子與汽缸或靜子的同心度；2.軸系連接的同心度和平直度；3.軸承標高；3、軸承特性；4、滑銷系統(tǒng)；5、摩擦引起振動；6、轉子結垢；7、轉子中心孔。
??????? （四）運行原因
??????? 機組的振動除了與上面的各方面因素有關外，還與機組的運行狀況存在很大的關系。
??????? 1、機組膨脹；2、汽缸的上下溫差過大；3、真空下降；4、軸封供汽帶水；5、軸
??????? 承潤滑；6、發(fā)電機轉子電流；7、斷葉片。
??????? （五）異常振動的原因有以下幾個方面，汽流激振、轉子熱變形、摩擦振動等。
??????? 1.汽流激振現(xiàn)象與故障排除
??????? 汽流激振有兩個主要特征：一是應該出現(xiàn)較大量值的低頻分量；二是振動的增大受運行
??????? 參數(shù)的影響明顯，如負荷，且增大應該呈突發(fā)性。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來
??????? 流沖擊就會發(fā)生汽流激振；對于大型機組，由于末級較長，氣體在葉片膨脹末端產生流道紊
??????? 亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。針對汽輪機組汽流激振的特
??????? 征，其故障分析要通過長時間（一年以上）記錄每次機組振動的數(shù)據(jù)，連同機組滿負荷時的數(shù)據(jù)記錄，做出成組曲線，觀察曲線的變化趨勢和范圍。通過改變升降負荷速率，從5T/h到50/h的給水量逐一變化的過程，觀察曲線變化情況。通過改變汽輪機不同負荷時高壓調速汽門重調特性，消除氣流激振。簡單的說就是確定機組產生汽流激振的工作狀態(tài)，采用減低負荷變化率和避開產生汽流激振的負荷范圍的方式來避免汽流激振的產生。
??????? 2轉子熱變形導致的機組異常振動特征、原因及排除
??????? 轉子熱變形引發(fā)的振動特征是一倍頻振幅的增加與轉子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關系，大都發(fā)生在機組冷態(tài)啟機定速后帶負荷階段，此時轉子溫度逐漸升高，材質內應力釋放引起轉子熱變形，一倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。由于引起了轉子彎曲變形而導致機組異常振動。轉子永久性彎曲和臨時性彎曲是兩種不同的故障，但其故障機理相同，都與轉子質量偏心類似，因而都會產生與質量偏心類似的旋轉矢量激振力。與質心偏離不同之處在于軸彎曲會使兩端產生錐形運動，因而在軸向還會產生較大的工頻振動。另外，轉軸彎曲時，由于彎曲產生的彈力和轉子不平衡所產生的離心力相位不同，兩者之間相互作用會有所抵消，轉軸的振幅在某個轉速下會有所減小，即在某個轉速上，轉軸的振幅會產生一個“凹谷”，這點與不平衡轉子動力特性有所不同。當彎曲的作用小于不衡量時，振幅的減少發(fā)生在臨界轉速以下；當彎曲作用大于不平衡量時，振幅的減少就發(fā)生在臨界轉速以上。針對轉子熱變形的故障處理就是更換新的轉子以減低機組異常振動。沒有了振動力的產生機組也就不會出現(xiàn)異常振動。
??????? 1.3摩擦振動的特征、原因與排除
??????? 摩擦振動的特征：一是由于轉子熱彎曲將產生新的不平衡力，因此振動信號的主頻仍為工頻，但是由于受到沖擊和一些非線性因數(shù)的影響，可能會出現(xiàn)少量分頻、倍頻和高頻分量，有時波形存在“削頂”現(xiàn)象。二是發(fā)生摩擦時，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續(xù)時間可能比較長。摩擦嚴重時，幅值和相位不再波動，振幅會急劇增大。三是降速過臨界時的振動一般較正常升速時大，停機后轉子靜止時，測量大軸的晃度比原始值明顯增加。摩擦振動的機理：對汽輪機轉子來講，摩擦可以產生抖動、渦動等現(xiàn)象，但實際有影響的主要是轉子熱彎曲。動靜摩擦時圓周上各點的摩擦程度是不同的，由于重摩擦側溫度高于輕摩擦側，導致轉子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉子熱彎曲，產生一個新的不平衡力作用到轉子上引起振動。