汽轮发电机振动原因分析及安装过程控制措施

李晓慧

（大庆石化建设有限公司，黑龙江大庆 163000）

0 引言

汽轮发电机作为现代发电企业重要的动力机械，长期处在高温高压及高速转动的工作环境下，是一种特殊的精密动力仪器设备。汽轮发电机是发电机组动力设备中的重要组成部分，对发电机组的安全稳定运行有重要影响。汽轮发电机在生产运行过程中振动原因较为复杂，要减少振动，降低振动故障原因带来的影响，就要根据实际情况严格把控安装质量关，对振动原因进行严密分析，采取有效措施进行控制，提高安装效率和发电过程中的安全稳定运行。

1 汽轮发电机异常振动的危害

汽轮发电机振动主要分为扭转、横向以及轴向振动3 种，如若汽轮发电机振动超过标准范围，会严重危害到汽轮发电机组，具体原因如下：①汽轮机叶片由于应力过高而导致疲劳折断损坏；②地脚螺栓松动或断裂，机组部件连接部位发生松动；③紧固螺钉松动或断裂，轴瓦乌金破损；④机座二次浇灌体基础出现裂缝，松动；⑤加快励磁机碳刷以及整流子的磨损速度；⑥危机保安器出现误判；⑦滑销出现磨损，情况严重的还会导致机组出现热膨胀，引发严重的安全事故；⑧通流部分的轴封装置出现磨损，情况严重的还会导致主轴出现弯曲等。

由于汽轮发动机振动较为复杂，导致其振动的原因也较多，如油质、油温、进汽参数等与发电机相关的任一介质或设备均有可能会导致汽轮发电机发生振动，所以，要想解决汽轮发电机振动的问题，必须要查明振动原因，并采取针对性的控制措施。

2 汽轮发电机振动原因分析

汽轮发电机发生振动的现象是不可避免的，振动的原因较多，通过分析引发振动产生的原因，才能采取有效措施预防振动的发生，对振动现象进行控制，将振动的概率降到最小。现从以下3 方面对振动原因进行分析。

2.1 基础下沉引起安装振动

汽轮发电机的基础对安装过程中的稳定性有重要影响，如果在对基础进行建设时未根据实际情况采取有效措施进行稳固，将对发电机的安装产生不良影响。在汽轮发动机安装过程中，由于基础的不稳固，沙浆的垫块在浇筑时质量不符合要求，进行二次浇筑时存在不密实的情况而导致留有间隙，或地形地质等原因而出现的基础下沉现象，容易引起汽轮发电机组轴系中心出现偏移现象，引起安装过程中的振动。

2.2 转子运行不良导致振动值大

在实际安装过程中，转子作为汽轮发电机的重要部位，在安装过程中加大对其关注能够促进安装的顺利进行。转子的不良表现在：转子在运行过程中由于技术人员的忽视而导致不良，转子处于偏心状态而出现气隙不等情况，转子运行过程中出现弯曲状态。具体原因有以下3 点：①在转子运行过程中，技术人员由于忽视动平衡的记录现象，对平衡块出现问题未能及时发现，同时，对轮飘偏移或者同心出现不良现象未能及时处理，大轴弯曲不良及动叶、平衡松动问题等会导致安装过程中汽轮发电机振动；②转子在运行过程中处于定子内时发生偏心现象，导致气体间隙不相等，当转子表面磁拉力出现总和不是零的现象时，就会出现单边磁拉力的现象，这一情况导致安装过程中机组的振动现象；③安装前未对转子进行仔细检查，存在转子弯曲的现象也易导致振动情况的发生。当运行过程中，盘车投入不当，阀门未进行检查而出现不严实现象时，会出现气缸内漏入蒸汽的现象，从而导致转子大轴的弯曲，出现振动现象。

2.3 其他情况引起的振动

在汽轮发电机安装过程中，振动现象发生的其他原因主要包括对轮中心调整不佳，铰孔质量较差，动静之间的空隙不符合要求，滑销系统运行不良及外加应力的作用下导致的振动现象。具体原因有以下5 点：①对轮中心在调整过程中效果不佳，从而引起联轴器出现偏离中心现象，发生振动；②在铰孔质量较差的情况下，对轮连接螺栓配重和紧固的情况不能满足安装要求，加上对轮连接过程中圆周晃动变化值超出说明范围，导致振动现象发生；③在进行安装过程中，汽封、轴向及油档间隙由于不满足要求而出现动静之间摩擦的现象，从而致使振动现象出现；④由于滑销系统出现卡涩现象，机组的膨胀出现不畅通现象，轴系中心发生偏移，而引起振动现象；⑤外加应力作用而导致对轮中心发生偏移现象，从而导致振动现象，这一过程是由于凝汽器连缸、基础灌浆等作用下而发生的外加应力现象。

3 预防汽轮发电机振动的具体措施

针对汽轮发电机振动的原因进行分析，结合自身动设备安装工程实践工作经验，认为发电机振动故障可从以下5 方面着手采取控制措施。

3.1 基础安装注意事项

进行事前控制，在对汽轮发电机组进行安装前，做好基础施工检查工作，确保基础建设的平衡性和稳定性，从而加强机组安装的稳固，减少振动现象的发生。在实际施工过程中，需对施工单位进行严格监督，督促其按照设计要求和施工图纸进行施工，制定切实可行的施工方案，不得随意更改施工工序和施工方法，若根据实际情况确实需要更改的，需提出通过设计团队进行研究讨论后方可进行。施工完成后的基础，要对其进行定期检查，以确定是否由于施工原因或是自然环境地形条件因素而导致下沉现象，采取有效措施进行处理。对基础的建设过程中，根据实际情况适当地增加垫铁的数量和质量，通过调整配方提高垫铁的配置质量，减少台板之间的间隙，在台板的拐角处装上螺丝顶。注重对垫块进行灌浆，尤其要注意配制砼的比例控制和施工质量，避免浇灌部位不密实而导致间隙的出现，减少孔洞、气坑和砂石分离的现象。

3.2 转子安装注意事项

转子在安装前，需要进行验收，对转子进行仔细检查，避免出现安装质量不合格的设备。主要检查以下5 方面：①对转子动平衡记录进行查看，发现异常现象需进行及时调整；②登记平衡块的位置，对照产品说明书并与厂家联系与出厂记录进行核准；③对转子对轮的飘偏和圆周晃动情况进行测量，避免出现对轮偏心现象；④对大轴的弯曲情况进行测量，以查看其是否出现异常；⑤根据转子情况对动叶、平衡块的松动情况及围带的松紧情况进行检查。对以上部位进行检查后如发现导致振动现象的问题，需要及时沟通，并采取有效措施进行预防。

需要对转子弯曲进行预防，可采取以下措施：①在对吹管进行临时制定时，须防止蒸汽漏入汽缸，对轴封体采取必要措施；②在对机组进行整套启动时，或者试运行过程中，须保证盘车装置随时作业状态；③当出现紧急停机现象时，须根据实际情况对手动盘车进行180°的盘动，盘动的时间间隔为1 次/30 min；④在试运行过程中，需及时检查运行状态，杜绝出现盘车跳闸，蒸汽漏入汽缸现象的发生而导致弯曲现象；⑤对检查过程中发现弯曲现象，及时采取措施进行处理，避免出现强行运行现象。

3.3 轴承安装注意事项

汽轮发电机的轴承在订货时，要选择信誉可靠并且质量过关利于长期稳定运行的轴承，以确保安装和使用过程中的稳定性，同时大型机组的高中压轴承需采用自位能力较好的轴承。在轴承安装前，要首先对汽轮发电机组的轴承内孔直径等各项指标尺寸进行检查，以保证其与设计尺寸相符；在安装过程中要注意轴承两端的标高在合理的范围内，避免轴承两端负荷分配不合理引发摩擦加巨；根据实际情况和厂家生产的允许偏差范围内，可对轴承进行修刮，减少顶部间隙来达到提高轴承稳定性的目的。

3.4 调整对轮中心注意事项

对轮中心进行调整时，需要根据现场安装实际情况对其进行预防，主要做到以下3 点：①调整时，需要根据厂家设计和生产的要求对对轮中心进行调整，保证同心度与平直度符合安装要求，以避免出现偏离现象；②根据现场气温、气压等实际环境要素对对轮中心进行调整，提高调整效率；③对轮中心在调整过程中，需以其热态运行工况轴系实际状况为目标进行调整，这个过程中的注意因素为汽缸、轴承座膨胀情况，凝汽器正常等。

3.5 动静间隙调整注意事项

发电机转子与定子之间，汽轮机转子与轴封和汽缸之间都存在间隙，间隙过大会影响发电机的工作效率，间隙过小会引起动静摩擦，加剧发电机的振动幅度，致使发电机机组的振动超标，因此合理调整动静间隙是非常重要的。在对动静间隙进行调整的过程中，需要注意以下事项：①需保证汽封、油档间隙等在允许的范围内运行；②汽封间隙调整前应检查汽封块背弧弹簧片弹性状态是否良好，汽封块退让间隙、汽封圈环段间隙要满足热态膨胀要求；③在安装过程中要严格轴系对中，避免对中不良引起转子偏磨故障；④转子中心有高差要求的，汽封、油挡间隙、发电机风挡间隙调整时转子所在位置必须予以考虑。

4 结束语

导致汽轮发电机振动的原因非常多，如汽轮发电机在安装过程中由于基础不稳定、下沉，转子运行不良及对轮中心调整不佳，轴承自身稳定性差，轴承标高不符合要求，铰孔质量较差，动静之间的空隙不符合要求，滑销系统运行不良和外加应力的作用而导致安装振动现象的发生。所以，在安装汽轮发电机前，工作人员采取必要的措施来有效避免以上现象对机组安装造成的振动影响，并在作业过程中做到有的放矢，做好发电机的振动控制工作，避免不具备启动条件强行启动现象，从而全面提高汽轮发电机组的安装和使用效率。