解析汽轮机机械振动的主要原因及对策

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在汽轮机的安装内容里机械振动是最难消除的。一旦机械振动的指数超标，就很容易导致机器设备无法正常运行。如果机器长期在机械振动超标的情况下运行，极易减少汽轮机的使用年限，还容易使机器停机。文章主要分析了汽轮机机械振动产生的原因以及应对措施[1]。

1 汽轮机产生机械振动主要原因

1.1 转子质量不平衡

当汽轮机在运行时，转子运行的速度十分快。但是在运转过程中，必须使旋转和转子运动的中心一致，如果出现偏差，转子就无法沿着正确的旋转轨道进行旋转，转子所产生的转力会使轴承运动比较剧烈，从而使得汽轮机产生机械振动。之所以出现这样的现象，是由热量不平衡，转子在运行时出现了弯曲并沾染污垢，零部件脱落等而造成的。这些现象的主要特点是随着使用时间的增长，机械振动的振幅加大，产生相位变化，而在变化趋势减缓之后，状态也会慢慢趋于平稳。并且，生产制造时材料使用的热应力和部位摩擦都会产生热弯曲现象。

1.2 转子裂纹

在汽轮机的运行过程中，如果转子出现裂痕的情况会造成汽轮机的不正常振动，汽轮机就会在运行时出现故障，甚至会发生严重的事故。如果转子出现裂纹，可能是受到了热应力影响或者是转子受到了腐蚀。裂纹的种类有很多，它分为螺旋裂纹，竖向裂纹，横向裂纹等等。

1.3 转子中心孔进油

我们必须要把转子大轴的端部拧紧，不能出现缝隙，一旦没有拧紧，当汽轮机在运行时它的润滑液可能会受到中心孔压力差的影响导致其流入到中心孔内。另外，它还可能会受到其他因素的影响，比如工作人员没有将中心孔的油清理干净，都会造成汽轮机产生机械振动。

1.4 动静部位摩擦

动静部位摩擦会使汽轮机因为动静间隙较小、转子振幅比动静间隙大或转子轴系斜等原因产生机械振动。局部碰撞摩擦通常有三个特点,一是它的相位变化不规则。在碰撞时，可能会导致其发生热弯曲，使热弯曲不平衡质量点的位置改变。二是基频发生振动，轻微的碰撞，不会对振幅造成较大的影响。然而如果是比较严重的碰撞，就很容易出现轴承偏离中心的现象，使振幅减小。三是如果碰撞摩擦较为明显时，频谱的谐波分量会随着摩擦的增大而增大[2]。

2 解决机械振动的措施

2.1 解决机组运行中产生的振动

工作人员如果发现汽轮机在运行工作过程中产生了剧烈振动的情况，工作人员必须要认真对待，认真听汽轮机的响声，然后要加强监视，将监视的重点放在蒸汽的参数，气缸的温度，以及轴承温度轴向位移以及润滑油的温度上。要一直观察，直到找到发生异常的原因才可以停止。一旦发现了它造成故障的原因，就必须要根据具体情况来采取解决的办法，如果情况较严重，是汽轮机在启动时或者超负荷运行时出现了剧烈震动的情况，并且还能够听到十分明显的响声，就必须要马上停止工作。要只是产生稍大的振动声时，工作人员可以降低转速及负荷来解决机械振动异常的问题，如果能将振动消除则也能证明机器没有出现问题。要是机械振动太过强烈就要首先紧急停机，避免更大安全事故的发生。

2.2 针对转子热变形的故障处理

如果转子产生了热变形现象就应当及时更换新的转子来减弱汽轮机的机械振动，没有振动力的产生那么机组就不容易出现机械振动异常的情况。

2.3 平时定期进行汽轮机维护

要定期对汽轮机进行维护修理，要及时发现机件所产生的摩擦现象，一旦出现一些问题就应当及时对不合格的机件进行维修更换，以免因摩擦造成的异常机械振动。

2.4 控制机组运行中干扰力的产生

着重控制机组运行中的干扰力，能够有效维持转子的运行速度和润滑油膜的粘度成正比例关系。同时能够有效减少振动力度，避免其破坏油膜，以至于能够减少低频振动的发生。其中控制机组干扰力主要有以下几项措施。一要动平衡测试机组中的高低压转子。并适当的调整机组中心的位置，使机组运行时的性能稳定，并让机组振动的强度得到降低。二要增强机组与轮之间的连接程度，避免机组因负荷变化而产生撞击。就是要采取一定的方法改进机组与轮连接的方式，使其更加稳定。

2.5 利用传感器进行有效的保护

保护汽轮机安全的设备主要由监视系统、保护系统及报警系统等组成。汽轮机的稳步运行离不开这几个系统的相互工作。因此，机组应当设置机组保护装置的振动强度的极限值，一旦汽轮机振动强度超过规定范围，保护装置就会发出信号保护电路，自动关闭机器设施，并通知工作人员对机组设备进行检修。因此，相关技术人员就要提升保护监控装置的信息准确性。

2.6 控制滑销系统间缝

汽轮机在正常的工作使用状态下，气缸会由于受到温度压力等外界环境的影响，容易使缸体中心与转子中心发生偏离现象。而我们就可以通过在汽轮机气缸中装一些滑销装置，以便于控制机组运动方向，能够有效提升汽轮机动静部分的中心在膨胀过程中也可以达到规范要求。因此，为了确保汽轮机的稳定运行，精确控制销和滑销槽的间隙是非常重要的。

2.7 轴承座的安装质量及轴承中心标高的控制

在安装轴承座的过程中应当严格按照图纸上的规定进行精准安装，施工人员不应当随意改动。同时要想加强安装精准度也应该对安装测量进行多次测量。

3 结语

汽轮机的机械振动会影响到整个设备的正常运行过程，某一个环节出现问题都会导致汽轮机的运行出现问题，如果机械振动严重异常甚至还会导致整个发电系统无法运行。