汽轮机组安装中振动影响因素分析

谢巍

摘  要：汽轮机能够将蒸汽能量转化为机械能，其作为蒸汽动力装置中较为重要的组成部分，通常将其在实践应用中作为发电的原动机，这也对其安全运行提出了更高的要求。在汽轮机组安装时，对技术性和专业性有较高的要求，而且在安装操作过程中需要重视机组振动问题，因此需要积极采取有效的措施来对安装中的振动问题进行有效控制，以此来保证汽轮机组的安全使用，提高其运行效率。

关键词：汽轮机;安装;振动;原因;对策

中图分类号：TK26         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）35-0094-02

Abstract： Steam turbine can convert steam energy into mechanical energy， which is an important part of steam power plant， and it is usually used as the prime mover of power generation in practice， which also puts forward higher requirements for its safe operation. In the installation of steam turbine units， there are high requirements for technology and professionalism， and attention should be paid to the vibration of steam turbines in the process of installation and operation， so it is necessary to take active and effective measures to effectively control the vibration problems in installation， in order to ensure the safe use of steam turbine unit and improve its operation efficiency.

Keywords： steam turbine; installation; vibration; cause; countermeasure

1 汽轮机工作原理及特点

在汽轮机运行过程中，需要借助于蒸汽设备来挤压蒸汽，并通过轮换的作用来进行转换，通过在汽轮机组内进行热交换，以此来将蒸汽能转化为机械能，提供了机械设备生产使用。由于汽轮机带离心压缩机，因此通过打开闸门检测机组运行状态，并获取到汽轮机带离心压缩机的实际运行参数，这在汽轮机组调节过程中具有非常重要的作用，有利于提高机组整体运行效率，保证汽轮机稳定的运行。在实际汽轮机应用过程中需要重视其配套设备。由于汽轮机主要构成组件为轮转部位和联动区域，在使用过程中汽轮机需要处于较高的温度下，这也使汽轮机具有较高的精密度，并需要与加热器设备结合，以此来构成较为稳定的结构部件。在实际应用中汽轮机优势十分明显，对于整体设备功耗和转化单位面积热能的提升都具有极为重要的意义。

2 汽轮机组安装中振动的原因

2.1 汽流激振

在汽轮机组安装导致的振动中，汽流激振是较为常见的现象，其呈现出突发性和振动增大的特点。主要是在汽轮机组运行过程中会有大量低频分量产生，由此而导致汽流激振现象出现。在汽轮机运行中，当叶片受到不均衡气体冲击、外轴封不固定或是气体流紊乱冲击叶片末端等情况时，必然会导致汽流激振现象发生，从而引发汽轮机发生振动。

2.2 转子热变形

当汽轮机组在冷态下启动时，启动后会开始定速带负荷运行一段时间，在这段时间内，当转子温度、蒸汽参数及倍频振幅等发生变化时都会导致转子出现热变形。转子变形是由于转子在持续受热状态下会出现弯曲，当转子变形严重时则会无法均衡转动，从而导致汽轮机振动现象发生。

2.3 滑销系统故障

在汽轮机实际运行过程中，由于会有大量的热量产生，这些热量极易造成汽轮机组内部各部件出现膨胀现象。针对于这种情况下，通常会设置滑销系统来保证膨胀状态下的零部件能够正常工作。但当汽轮机组实际运行过程中滑销系统出现故障，则受热膨胀的零件无法正常运输，部分机构传递也会卡涩，这必然会导致机组发生振动。

2.4 活動部件进入汽轮机

当安装过程中有活动部件进入到汽轮机中时，汽轮机组启动后，进入其中的活动部件在汽流冲击作用下会对内部构件带来不同程度的撞击，由此而导致汽轮机出现振动。另外，不同部件之间存在摩擦或是润滑不足时，也会使汽轮机组出现不规则的振动。

2.5 设计制造安装不合格

汽轮机属于较为精密的机械，在设计、制造过程中对于精度有较高的要求。一旦安装过程中操作不规范，或是装配工艺质量不合格，汽轮机运行过程中转子无法保持平衡的运行状态，运行时间一长，必然会导致这种状况加剧，由此而引发振动故障。

3 汽轮机组安装中振动的预防和处理

当汽轮机组安装中出现振动故障时，其端部轴封易受到磨损，这必然会对设备整体气密性带来影响。当有空气进入到低压缸中时，真空高压端部轴会有大量的气体出现泄漏，机组局部会出现温度过高及弯曲的情况，同时轴系的表层膜的润滑度也会随之下降，导致磨损加剧，甚至轴瓦乌金会被溶断。在振动过程中，机组滑销容易受损，从而影响热膨胀效果，并引发一系列与其相关的故障。在实际汽轮机组安装过程中，由于出现振动现象的原因较为复杂，而且振动所带来的危害也较大，因此需要积极采取有效的措施加以预防和解决，保证汽轮机组运行的稳定性。

3.1 严格规范地脚螺栓、锚固板、基础处理和台板的安装

汽轮机组运行时转速较高，会有较大的振动产生，这也对安装基础和安装的精度提出了严格的要求。在实际安全时，宜根据具体的图纸来设计由可调式地脚螺栓及锚固板组成的支撑固定结构，针对地脚螺栓和锚固板进行精确定位，同时还要保证地脚螺栓和锚固板区域的基础支撑刚度。在基础处理时则要重视对基础表面油污的处理及二次灌浆区域基础的錾毛。具体在台板安装之前，需要合理布置垫铁，安装时台板要求与汽缸、轴承座接合面严密接触，避免由于台板安装质量不合格而产生振动。另外，对于汽轮机基础还要定期进行沉降观测，并通过对观测点沉降数据的分析来对基座的相对沉降量进行确定，从而为机组安装提供重要的依据。

3.2 轴承座、轴承和转子叶片的安装

在轴承安装时，需要严格控制轴瓦紧力、垫块接触、顶隙和连接刚度，保证具体的安装质量与施工要求相符。同时还要根据厂家建议，并与自身实际情况相结合，认真调整轴承标高。具体可以根据各轴承标高情况，提前在垫铁配制时预留相应的预抬量，这样便于调整，可以更好地满足不同轴承负荷的要求。在具体安装作业前，需要对推力瓦进行认真检查，并在安装时针对推力瓦间隔和接触程度的检测进行记录。

在具体安装转子叶片时，为了避免出现断裂情况，需要提前做好转子叶片检查，针对于每一级叶片的外观逐一进行检查，确保转子叶片及复环没有松动和损伤的情况，同时镶嵌平整，没有凸出的部分。在安装现场，还应针对于叶片开展静频率试验，确保转子叶片的质量。

3.3 机组中心影响的控制

机组中心具体以转子与汽缸或是静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴承连接的同心度和平直度等内容为主。当转子与汽缸或是静子同心度存在过大偏差时，易出现振动故障及动静碰磨，一旦磨损部位在转轴位置，则会造成转子弯曲，导致振动加剧。同时当连接轴系不同心和不平直时，转子会出现预载荷，一旦其处于转动状态，则会产生激振力，引发机组振动。因此针对于机组中心问题，在实际汽轮机组安装作业时，不仅要严格按照图纸要求，同时还要在厂家指导下，与现场实际情况相结合，针对于具体的影响因素进行调整和处理。对于低压转子按照其设计要求来对其前后轴径的扬度进行调整，以基准的低压转子为基础来进行整条轴系的找正，然后再相对于转子来对相关静止部套、缸体等进行调整。联轴器则依據联轴器中心偏差的测量结果来进行调整。

3.4 滑销系统、动静间隙及活动部件的检查和安装

由于滑销系统的作用是引导机组按预定方向自由膨胀，以此来保证汽轮机组动、静部分中心位置及各处间隙在膨胀时能够满足要求，确保运行的稳定性。因此要根据图纸及规范要求来检查滑销系统，并做好安装操作。并在安装现场根据出厂要求来对汽轮机转子与汽缸和轴封之间、发电机转子与静子之间的间隙进行调整，使其间隙在规定的范围内。另外，在汽轮机组安装过程中，需要特别重视避免有活动部件留存在汽缸内部的情况，安装完成后也需要严格检查。

3.5 浮动油挡安装

汽轮机组通过加装浮动油挡可以增加密封效果。一旦浮动油挡安装不当，则会引发振动。在具体安装浮动油挡时，宜适当放大径向间隙，使径向和轴向间隙保持合理。安装前宜对油挡安装位置进行检查，保证间距预留的合理性。并采取有效的固定方式来保证浮动油挡安装的牢固性，避免由于轴向定位部件安装不当而导致轴向偏斜情况发生。另外，浮动油挡要采用外接润滑油的方法，以此来将浮动环与转轴之间的干摩擦消除掉，降低其碰磨对轴系振动的影响。

3.6 机组真空影响

由于机组真空与排汽缸温度之间相辅相成，一个因素变化则会导致另一个因素发生改变，一旦处理不合理，必然会引发振动。这就需要重视涉及到真实方面的安装作业。在具体安装作业过程中，需要仔细检查系统真空情况，及时发现问题并加以处理。并根据按照厂家要求提前考虑机组抽真空及运行时的不利因素。在具体安装轴承座时，要考虑好轴承标高的预留量，合理调整轴承的标高。

3.7 解决安装时发电机、励磁机磁场中心不对称的情况

汽轮机组安装时当发电机与励磁机磁场在轴向磁场中心和圆周方面磁场中心出现不对称时，则会引发振动问题发生。因此在现场安装时，在没有特殊情况下宜现场测量发电机的空气间隙和磁力中心，由于结构原因无法现场测量时，对于发电机空气间隙安装过程中没有变动过出厂装配位置的情况可以不再进行测量，对于结构原因无法按照常规方法测量磁力中心时，宜在穿转子前做好定子、转子轴向相对位置的外引值的方法，以此来对磁力中心进行确定。在解决轴向磁场中心和空气间隙问题时，宜根据现场情况，并在厂家指导下进行适当的调整，确保轴向磁场中心和空气间隙与要求相符。另外，安装时还要做好转子和定子的绝缘测试工作，以此来保证机组运行的安全性。

4 结束语

在汽轮机组安装时，振动是较为常见的问题，在频繁的振动下必然会对汽轮机的正常运行带来影响。因此需要重视汽轮机组安装时的振动问题，积极采取有效的措施加以预防和解决，提高汽轮机组运行的效率，使其有效的发挥其实际效能。

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