浅谈汽轮机安装中的振动原因及预防

朴文哲

摘 要：众所周知，作为行业中非常严格的一项安装工作，汽轮机安装活动当前受到很多人的关注，它对于精确性的规定较为严苛，而且本身的难度系数很高，活动较为繁琐。汽轮机本身的零件很多，而且这些部件的构造也很复杂，在工作的时候都是以较高的速率来进行的，因此当振动现象发生的时候其原因也是一时无法获知的。文章重点的分析了导致其振动的缘由和应对方法。

关键词：汽轮机；振动；转子；滑销系统；轴承

1 关于汽轮机

（1）原理分析。具体工作原理是当来自于锅炉中的蒸汽进入到汽轮机以后，蒸汽会按照一定次序经过机组内的喷嘴和动叶，同时将蒸汽本身的热能逐步转化为供汽轮机转子旋转的机械能。

（2）零件和相关设施。我们常见的汽轮机有两个重要的构成部分，分别是转子和静子。其中叶轮和主轴等构成了转子，而静子指的是轴承以及汽封等等。因为设备在运转的时候，它本身的气温和压力都是比较高的，因此它被划分为精密的装置，常见的相关设备有锅炉以及加热设备等等。

（3）设备特征分析。在以前的时候我们常用复式蒸汽机，它的缺点是流速较慢，而且不能够连续进行，除此之外其蒸汽的流量也很小。然而汽轮机的出现将这些问题很好的解决了。自从其开始大量的运用到工作之中后，许多的研究人员都开始分析它的安全性以及稳定性。随着当前科技的高速发展，目前的设备在整体性方面已经很优秀了。

2 导致振动的原因

首先是气流引发的。这种振动有两大特点：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。第二是转子热导致的。这种振动的特点是振幅的变动与转子本身的气温和蒸汽的数值之间有着较为紧密的关联，一般出现在机组带负载的时期，这时候转子本身的气温会不断的增高，材料收入导致变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。第三是摩擦导致的。这种振动的显著特点有三个。第一是因为转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。第四来自滑销系统方面的问题。不管是什么样的设备，当它的机组受热之后都会出现变形，不过我们要控制这种变化，而滑销系统就具有此功能。如果因为个别的原因导致该系统发生卡涩现象的话，此时就无法有效的控制变形，进而导致振动出现，有时还会导致死机等问题出现，其带来的后果非常恶劣。这种现象的出现几率非常大，所以在平时的工作中要对此高度的关注，认真分析。第五，来自活动零件方面的原因。在维护的时候假如有活动的零件进到设备中的话，在大面积的维护开启设备之后，零件就会在气流的影响下损坏叶片，进而导致问题引发振动。假如发电机里有这种零件的话，不仅会导致短路，同时还会导致振动不稳，此类问题一旦发生的话会给我们的诊断工作带来很大的压力。最后，来自设计和生产方面的问题。在设备生产的时候，因为精确性较差就会导致转子的平衡性受到影响，进而引发振动。所以在生产的时候一定要确保装配的品质，只有这样才可以确保转子运作正常。除了生产方面的原因，设计不合理也会导致问题发生。

3 振动引发的问题简述

首先也是非常严重的一个问题就是端方的轴封破损。低压端部轴封磨损可导致密封作用破坏，使空气漏入低压缸中，因而破坏真空高压端部轴封磨损使高压缸向外漏汽增大，导致转子受热进而出现形变。而且因为蒸汽的进入导致油膜受水干扰，进而导致轴瓦受损。因为蒸汽的损失还会对资金方面带来一定的压力。其次，隔板汽封磨损。假如隔板汽封磨损得太过严重的话，将使级间漏汽增大。增加转子上的轴向力，引起推力瓦乌金溶化。第三，滑销系统磨损。我们都知道滑销体系设置的意义有两方面，第一是为了使得设备固定，第二是为了在设备受热的时候确保其能够顺利的变形。然而在系统无法正常工作的时候，变形就会随之受影响，最终导致恶劣的后果。

4 安装设备时常用预防振动现象的方法简介

第一，汽缸及缸内部件中心找正。在安装好气缸之后，关键工作就变成了找准中心点，只有明确了中心点才可以确保设备运作稳定。在工作的时候要切实按照规定来开展。在安装的时候要确保缸体的中点和隔套是在一个水平方向上，假如无法保持在一个水平线的话，就会导致设备运作时蒸汽泄露不匀，导致振动现象发生。

第二，做好轴系连接的平直和同心。当水平放的时候，转子会因为本身的重力原因而发生静挠曲，因此在安装好转子之后，它的中心线必须是平滑的曲线。假如该线的方位形态不一致的话，那么这些轴承本身的负载也是不完全一致的，因此要按照轴承的具体方位来明确曲线的实际方位。只有当整个转子连在一起，呈一连续的光滑曲线，方能保证整个转子平稳运行。当转子扬度确定后，汽机纵向水平随之而定，各轴承负荷、转子受力、轴向力、临街转速也随之而定。

另外，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。否则，无论圆周和端面如何正确，都会造成轴系不同心和不平直，还会使转子产生预载荷。当转子处于旋转状态时，轴系同心度和平直度会直接产生振动的激振力，引起机组振动。

第三，认真的安装轴承。我们常见的设备的轴承使用的都是可倾瓦的，它们的特征是稳定性非常好，而且能够防止油膜振动。它可以自行的运动，柔性较好，能够降低振动。在具体的安装中，要确保轴承盖子和瓦间的力合乎规定。

第四，保证轴承座的安装质量。在汽轮机基础放线、垫铁基础研磨、垫铁布置、台板就位后，就可以进行轴承座的安装工作了。在安装过程中必须按照图纸技术要求及现行相关规范严把质量关，必要时进行多次测量，以求其加权平均值。此处要特别注意的是：轴承座几何中心必须与轴颈承力中心重合。

第五，正确安装滑销系统，务必调整好间隙。在一般情况下，设备在运作的时候，其缸体会因为较高的压力以及气温的影响，发生膨胀。要想使这种膨胀能够自行的进行，不对设备产生影响，所以我们设置了滑销体系。它的出现能够确保膨胀控制在合理范围内。所以在安装的时候一定要确保安装正确，保证系统的间隙合理。

5 结束语

通过上文的分析我们得知汽轮机的振动现象是不能够避免的。不过我们可以凭借自身的智慧将问题控制在合理的区间之内。这就要求我们的工作人员在工作的时候要认真的按照相关的规定来开展活动，而且要密切的关注机组动态，只有这样才可以在最短的时间内发现问题，进而加以处理。除此之外，我们的检修人员还要认真的开展好本职活动，在设备运行一段时间之后就要对其认真的检测维护，只有这样才可以确保设备的运行安全。

参考文献

[1]张洪奎.大庆石化公司热电厂一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.