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汽轮发电机组振动的影响因素

张建平

摘要：主要陈述制造、安装、检修几个方面都可能引起汽轮发电机组的振动。

关键词：汽轮发电机组；振动；影响因素

汽轮发电机组振动的大小直接关系到机组能否安全运行，而对于发电厂来说安全就是最大的经济效益。引起机组振动过大或者不正常的原因有很多，既有设计制造方面的原因，也有运行方面的原因，还有安装和检修等方面的原因，下面就这几个影响因素分别介绍。

1、制造阶段对机组振动的影响因素

汽轮发电机组转子是一个高速旋转设备，其额定转速为3000rpm，假如转子的质量中心与旋转中心不重合则会因为转子的质量不平衡而产生一个离心力，这个离心力对轴承同时也产生相应得激振力。如果这个离心力过大，则汽轮发电机组的振动就会出现异常。所以，汽轮发电机转子在装配时每装配一级叶片都应该对该级叶片进行动相应的平衡试验，整个转子装配完成后且在出厂前还应该对整个转子进行低速、额定转速、超速动平衡试验，以确保转子的不平衡量在一个合格的范围内且同时应合并所有平衡重块，以便于安装现场时的动平衡调整。

1.1转子不平衡量较大的原因：

（1）主要由机械加工精度不够和装配质量较差引起

（2）如果机组的设计不当也会引起机组的振动。

1.2低压缸及发电机的刚度

低压缸和发电机轴承的支撑刚度响度较小也会引起机组振动，在滇东#4机组的试运中发现#6轴承处低压缸刚度及发电机端盖式轴承支撑刚度相对较小。

2、安装或检修阶段对机组振动的影响因素

大部分机组的振动很多时候都是可以通过安装或检修来解决的，从而安装、检修方面解决机组有很大的空间，具体影响振动的因素有：

2.1轴承标高

汽轮机发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内，则两端轴承的负荷分配就不合理。负荷较轻的一边，轴瓦内的油膜形成不好或者根本不能建立油膜，如果这样，极易诱发机组的自激振动包括油膜振动和汽流激振等；负荷较重的一边，轴瓦乌金温度肯定偏高，当轴瓦乌金温度达到一定值时，很容易产生碾瓦现象，从而引发机组的振动。

2.2转子中心

汽轮机的中心包括转子与汽缸的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。如果转子与汽缸的同心度偏差过大，则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处，则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。

当联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心、端面瓢偏、晃度、连接螺栓紧力明显不对称时，不论圆周和端面如何正确，当把连接螺栓拧紧后，都会使连接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，引起机组的振动。

东方汽轮机厂生产的亚临界一次中间再热、三缸四排汽、单轴冷凝式600MW汽轮机机组支撑轴承形式#1、#2轴承为可倾瓦、#3-#8轴承为椭圆瓦，轴承标高要求如上图，在安装及运行中发现#7轴承负荷较轻。但通过在#3、#4机组的调整，发现对轮中心高差对此类机组影响不大。

因此在机组大修期间，应该根据机组运行情况和制造厂家的建议，对机组转子中心进行认真的调整。由于各台机组的实际情况不尽相同，因此受热后的膨胀也不完全一样，所以必须结合机组的实际情况对机组轴承标高进行调整。

2.3轴承自身特性

轴承自身特性对机组振动的影响为轴瓦紧力、顶隙和连接刚度等方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性，如果轴承的稳定性太差，在外界因素的影响下容易使机组振动超标。轴承的连接情况主要对轴承刚度产生影响，若轴承刚度不够，在同样大小的激振力下引起的振动较大，所以必须将轴承各连接螺栓拧紧。

2.4滑销系统

汽轮机发电机，当机组带负荷受热后都要产生膨胀，而又不能让其自由膨胀，滑销系统就是用于引导机组膨胀的。当由于某种原因使滑销系统卡涩时，机组的膨胀就会受到限制，当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动，因此在检修和安装期间应该对此引起高度重视。

2.5动静间隙

汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与定子之间都存在间隙。当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时，汽轮机内效率会降低；当汽轮机与轴封之间的间隙过大时可能引起蒸汽外漏或者空气内漏，从而影响机组的效率和真空；当发电机转子与定子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。但是，它们之间的间隙又不能过小，否则将引起动静碰磨，进一步会使机组的振动变化，以至于机组的振动超标。因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与定子之间的间隙是非常重要的。

2.6转子结垢

在大修期间，一般都要对汽轮机叶片上的结垢进行清理，在进行除垢时应该保证除垢方法的正确性，同时要注意对整个转子都要进行除垢，否则可能会在转子上产生新的质量不平衡。

2.7活动部件

检修期间如果有活动部件进入汽轮机，大修后开机活动部件可