汽轮机安装中产生振动的原因和预防措施

付丽莉

摘 要：汽轮机是工业领域中较为常见的设备，使用的较为广泛。而在汽轮机的安装上要求比较高，而在运行过程中又由于其复杂性，容易产生振动。倘若振动超标，机组的正常工作就可能受到影响。所以对汽轮机安装中振动原因进行分析是很有必要的。文章重点分析了汽轮机安装中引起振动的原因，并提出了预防措施，希望能够对相关工作提供参考。

关键词：汽轮机；振动；原因；措施

引言

在我国，汽轮机是众多行业都会接触到一种设备，其为行业的发展，特别是工业领域中，提供了重要的生产贡献。使用性极高，但同时因为运行环境具有一定的复杂性，所以安装的过程中很容易出现振动。振动不可忽视，严重时会使人员的生命受到威胁，所以这是一个需要探讨的话题，文章将主要对汽轮机安装中产生振动的原因进行分析。

1 汽轮机安装中产生振动的原因

1.1 汽流激振

大量低频分量的产生和运行参数会明显的作用在振动的增大方面，并呈突发性，这是汽流激振最为明显的两个特征。叶片受到不均衡气体的冲击是主要原因。大型机组中，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也是一个原因，此外轴封也是影响因素之一。

1.2 转子热变形

一倍频振幅的增加、转子温度、蒸汽参数和转子热变形的振动有着千丝万缕的联系，最容易发生在机组冷态启机定速后带负荷的时间里，因为转子的温度持续攀升，转子热变形主要是在内应力释放的情况下产生，一倍频振幅的增加，转子弯曲直至变形，机组异常振动就此产生。

1.3 摩擦振动

（1）新的不平衡力在转子热弯曲中产生，所以工频仍旧是振动信号的主頻，但在冲击力和非线性因数的影响下，少量分频、倍频和高频分量出现的可能性是比较大的。（2）发生摩擦时，振动的幅值和相位均会受到不同程度的影响，时间上可能也会增加。严重的情况下幅值和相位可能停止波动，振幅的速度也会有明显的增强。（3）降速过临界时振动是比较大的，等到汽轮机停止运行后，经过测量，大轴的晃度增加的比较明显。

1.4 滑销系统

汽轮机和发电机都会在机组带负荷受热后产生膨胀，不应顺其发展，引导机组膨胀就需要滑销系统。受到一些因素的影响使滑销系统卡涩时，就会限制机组的膨胀，从而机组振动产生了，甚至会影响到汽轮机的正常启动，产生的后果往往是无法估量的。

1.5 活动部件

由于设备检修可能会造成一些活动部件进入汽轮机，开机后活动部件会在汽流的作用下对汽轮机叶片进行撞伤或损坏，安全事故很可能发生，同时还会引发机组振动。倘若活动部件流向了发电机内，不仅会造成发电机短路，还会引起机组振动的不稳定，这样会给机组振动的诊断带来一定的难度。

1.6 设计制造

进行设备制造时，机械加工精度不达标和装配工艺质量不合格是造成汽轮机转子不平衡的主要原因。设计上的不足也是一大因素。比如，设计时，机组支持轴承的选择很重要，一旦选择不当，轴承的稳定性就会存在问题，即便是微小的汽轮机转子的不平衡所引起也可能是机组的较大振动。

2 汽轮机振动产生的危害

2.1 端部轴封磨损

一旦汽轮机的端部发生轴封磨损，其密封性就会遭到损伤，低压缸中会混有空气，漏汽的情况就会严重，局部受热的转子会有弯曲的可能性。轴系中因为有了蒸汽的混入，进一步产生了水分破坏了润滑油的纯度，油膜受到破坏，轴瓦乌金熔化就此形成。

2.2 滑销系统磨损

滑销系统不仅固定汽轮机气缸及轴承外壳，还在运行中受热或冷却时，确保机组能够自由膨胀或收缩。滑销严重磨损时，机组的正常热膨胀会受到影响，引发安全事故。不正常的振动将会加大机组的不安全运行隐患。汽轮机组的振动是一个比较复杂的问题，促使其振动的原因也是各有不同，但正确分析了产生振动的原因，对症下药，就可以有效的解决。

3 汽轮机安装中振动的预防措施

3.1 保证轴承座的安装质量

在安装轴承座时，首要的工作就是查看设计图，并以图纸的要求作为安装工作的出发点和落脚点，这样才能保证质量。轴承座几何中心要与轴颈承力中心达到完全重合才行。设计图是怎样规范转子两端支持轴承的标高的也要必须以设计图为根本，这样才能使轴承的负荷在分配上处于科学合理的范围内。

3.2 汽缸及缸内部件中心找正

汽缸就位后，工作的重点就要放在缸体及缸内部套找中心，因为其涉及到机组的平稳运行，图纸和规范是必须遵守的。安装中，应保持缸体中心、隔板中心，转子中心与隔板中心协调一致。要是缸内动、静部分同心出现不一致，间隙就会不均匀，工作时蒸汽不均匀的泄漏，使间隙自激振动。严重超标时，会引起动、静间的摩擦，一旦出现在转轴处，就会加大转子热弯曲的发生几率，就可能造成运行上的不稳定，进而产生振动。同时由于机组冷热态膨胀状态不同，要对汽缸及缸内部套做调整，以转子中心基准，膨胀后，使转子与汽缸在同一中心上。

3.3 做好轴系连接的平直和同心

在水平方向的转子，静挠曲会因有自重而出现，安装完成的转子，其中心线连线是在一条光滑连续的曲线上的。不同曲线的位置形状，各轴承上的负荷也不同，所以曲线是根据轴承不同位置来判定的，才能最大限度的保证转子的平稳运行。确定了转子扬度，汽轮机纵向水平、各轴承负荷、转子受力、轴向力、临街转速都能得到一系列的确定。同时还要保证联轴器法兰外圆与轴颈同心，联轴器法兰止口或螺栓孔节圆同心，端面瓢偏，连接螺栓紧力对称。如果没有做到以上这些，工作就很有可能前功尽弃，即便圆周和端面全部处于正确度比较高的位置上，轴系的不同心和不平直也可能出现，转子就会出现预载荷。旋转中的转子，激振力会在轴系同心度和平直度的作用下发生，机组振动最终形成。

3.4 做好轴承的安装

可倾瓦式是很多汽轮机转子轴承都会采用的，究其原因是具有良好的稳定性，避免了油膜振荡。可倾瓦能够自由摆动，支撑柔性扩大，转轴振动的能量能够得到吸收，具有很好的减振性。支撑轴承的轴承盖与轴瓦之间紧力要达到设计标准才行。

3.5 调整好滑销系统的间隙

正常工作的汽轮机，缸体受到高温高压的影响，热膨胀大。温差也会在不同压缸的作用下呈现出不同。汽轮机缸体的设计中出现滑销，这是为了使汽轮机在热态自由膨胀、冷态自由收缩，缸体与转子中心都在规定的地方，达到整个系统优质的稳定性。所以安装时，要确保销与销槽间隙在规定的范围内，滑动面光滑平整。

4 结束语

通过文章的分析，可以了解到要想从根本上完全消除汽轮机振动是不现实的，但减少振动值的方法还是比较多的，所以值得相关人员参考的方法也有很多。有关工作人员需要严格按照规定进行操作，严密监视机组，做到问题早发现、早处理。还要进行好检修工作，认真负责，保证检修质量，使汽轮机能够安全运行。

参考文献

[1]张洪奎.大庆石化公司热电厂1号汽轮发电机组振动分析及处理[J].热力发电，2009.

[2]郑宏权，鲍建国.汽轮机振动的故障特征分析及处理[J].冶金动力，2008.

[3]冯明驰，曾建军，李宁.汽轮机设备运行技术问答[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4]张艾萍，韩炳文，暴丽，等.某大型汽轮机组工频振动原因的分析与处理[J].上海海运学院学报，2010.