汽輪機運行中振動大的原因及危害，應如何調整？

壹、汽輪機異常振動原因分析\x0d\ 汽輪機組擔負著火力發電企業發電任務的重點。由於其運行時間長、關鍵部位長期磨損等原因，汽輪機組故障時常出現，這嚴重影響了發電機組的正常運行。汽輪機組異常振動是汽輪機常見故障中較為復雜的壹種故障。由於機組的振動往往受多方面的影響，只要跟機本體有關的任何壹個設備或介質都會是機組振動的原因，比如進汽參數、疏水、油溫、油質、等等。因此，針對汽輪機異常震動原因的分析就顯得尤為重要，只有查明原因才能對癥維修。針對導致汽輪機異常振動的各個原因分析是維修汽輪機異常振動的關鍵。 \x0d\ 二、汽輪機組常見異常震動的分析與排除\x0d\ 引起汽輪機組異常振動的主要原因有以下幾個方面，汽流激振、轉子熱變形、摩擦振動等。 \x0d\ （壹）汽流激振現象與故障排除 \x0d\ 汽流激振有兩個主要特征：壹是應該出現較大量值的低頻分量；二是振動的增大受運行參數的影響明顯，且增大應該呈突發性，如負荷。其原因主要是由於葉片受不均衡的氣體來流沖擊就會發生汽流激振；對於大型機組，由於末級較長，氣體在葉片膨脹末端產生流道紊亂也可能發生汽流激振現象；軸封也可能發生汽流激振現象。針對汽輪機組汽流激振的特征，其故障分析要通過長時間的記錄每次機組振動的數據，連同機組滿負荷時的數據記錄，做出成組曲線，觀察曲線的變化趨勢和範圍。通過改變升降負荷速率，從5T/h到50T/h的給水量逐壹變化的過程，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，采用減低負荷變化率和避開產生汽流激振的負荷範圍的方式來避免汽流激振的產生。 \x0d\ （二）轉子熱變形導致的機組異常振動特征、原因及排除 \x0d\ 轉子熱變形引發的振動特征是壹倍頻振幅的增加與轉子溫度和蒸汽參數有密切關系，大都發生在機組冷態啟機定速後帶負荷階段，此時轉子溫度逐漸升高，材質內應力釋放引起轉子熱變形，壹倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。由於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。 \x0d\ 與質心偏離不同之處在於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，由於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，轉軸的振幅會產生壹個“凹谷”，這點與不平衡轉子動力特性有所不同。當彎曲的作用小於不衡量時，振幅的減少發生在臨界轉速以下；當彎曲作用大於不平衡量時，振幅的減少就發生在臨界轉速以上。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異常振動。 \x0d\ （三）摩擦振動的特征、原因與排除 \x0d\ 摩擦振動的特征：壹是由於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，但是由於受到沖擊和壹些非線性因數的影響，可能會出現少量分頻、倍頻和高頻分量，有時波形存在“削頂”現象。二是發生摩擦時，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續時間可能比較長。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壹般較正常升速時大，停機後轉子靜止時，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，由於重摩擦側溫度高於輕摩擦側，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，產生壹個新的不平衡力作用到轉子上引起振動。 \x0d\ 三、在振動監測方面應做好的工作\x0d\ 目前200MW及以上的機組大都裝設了軸系監控裝置，對振動實施在線監控，給振動監測工作創造了良好的條件。其他中小型機組有的雖裝有振動監測表，但準確度較差，要靠攜帶型振動表定期測試核對，有的機組僅靠推帶振動表定期測試記錄。對中小型機組的振動監測工作，壹般都比較薄弱，不能堅持定期（每周、每10天等）測試或測試記錄不全不完整等等，不利於有關振動規定的認真執行。因此，電廠應明確規定測試振動的周期，給汽機車間專業人員和運行現場配備較高精密度的振動表，並建立專業人員保存的和運行現場保存的振動測試登記簿，按規定周期測試並將測試結果記入登記簿。測試中發現振動比上次測試結果增大時，專業人員應及時向領導匯報，並分析振動增大原因，研究采取措施，必要時增加振動測試次數，以監測是否繼續增大。運行中如發現機組振動異常時，應立即使用現場保管的振動表進行測試，如振動比上次測試結果增加了0.05mm時，應立即打閘停機。如振動增加雖未達到0.05mm，但振動異常時聽到機組有響聲（如掉葉片等），或機內聲音異常時，也應停機進行檢查。對壹般的振動增大，也應向車間匯報，以便組織分析原因，采取措施。 \x0d\(1) 轉動部分平衡的不正確。\x0d\(2)汽輪機、發電機等對中不好。\x0d\(3)機組附屬轉動件，如調速器、主軸帶動的油泵、危急保安器等部件平衡的不好，安裝不良。\x0d\(4)受熱的機件安裝的不正確，在冷態安裝時沒有考慮它們熱態工作時的自由熱膨脹、熱變形，使得機件在受熱工作時不能自由膨脹而變得有些彎曲，破壞平衡。如各種軸在受熱無處膨脹時，將被頂彎，失掉平衡，造成振動；機殼受熱不能自由膨脹時，也會變形引起振動。\x0d\(5)某些機件配合尺寸不符合要求，如軸封片與軸頸配合間隙不對，配合過緊，則在受熱時軸頸與密封片相摩擦，引起振動。\x0d\(6)軸承有缺陷，如軸瓦巴氏合金脫層、龜裂；軸承與軸瓦安裝間隙不合適；瓦殼在軸承座中松動；軸承動態性能不好，發生半速渦動或油膜振蕩等，造成振動。\x0d\(7)機組基礎不符合要求或基礎下沈，都會使機組發生振動。\x0d\2、運行方面的原因\x0d\(1)汽輪機汽缸保溫不良、在啟動前預熱的不充分或者不正確，因而造成蒸汽輪機在啟動時轉子處於彎曲狀態。\x0d\(2)固定在汽輪機轉子、聯軸器、變速器齒輪軸上的某些轉動零件松弛、變形或者位置移動，引起回轉體的重心位置改變加劇振動，如葉輪和軸結合松動、某些部分變形等。壹些有嚴格重量要求的回轉零件，如聯軸器個別螺栓更換而又未做平衡試驗，也會破壞平衡，加劇振動。\x0d\(3)回轉部件的原有平衡被破壞，如葉片飛脫，葉片或葉輪腐蝕嚴重，葉輪破損，軸封損壞，葉片結垢，個別零件脫落，發電機轉子內冷水路局部堵塞，以及靜止部分與轉動部分發生摩擦等等。\x0d\(4)啟動前預熱不均勻，機殼產生變形，使機組內動靜部件間隙不均勻，甚至產生摩擦，引起振動。\x0d\(5)蒸汽管路或氣體管路對機組的作用力，使機組變形、移位；管路與機組聯接不合要求等等也都造成振動。\x0d\(6)軸承潤滑不夠或不適當，油泵工作不穩定，或者油膜不穩定。\x0d\(7)新蒸汽等運行參數與要求值偏差太大。新蒸汽參數偏差過大而末及時調整，使汽輪機部件熱膨脹及熱應力變化劇烈；汽壓、汽溫過低未及時采取措施；排汽缸溫度過高引起汽缸變形等等。\x0d\(8)機組運行轉速離實際臨界轉速太近、機組某部件的固有振動頻率等於或低倍於汽輪機運行頻率，使部件或汽輪機發生***振。\x0d\(9)汽輪機內部轉動部件與汽封偏心，產生蒸汽自激振蕩引起振動。\x0d\(10) 發電機電磁力不平衡引起振動。