集控本093_张玉峰_33号_汽轮机振动及防振措施.docx

汽轮机振动原理及措施 集控本093 张玉峰摘要：对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。关键词：汽轮机；振动；防振措施一汽轮机振动的原因分析汽轮机振动 对汽轮机来说，振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。多年来，不少机组因振动大而拖延了投产期和检修期。对生产运行来说，接收了振动符合标准的机组以后，还必须加强振动监督，对振动监测做到制度化、经常化，必须在机组振动突然增大达到规程规定值时，及时果断地将机组停运，防止扩大损坏，或对振动虽然增大，但尚未达到规程规定紧急停机数值的异常及时对比分析，查找原因，并采取措施防止设备损坏事故的发生。多年来，由于振动监督工作薄弱，或机组振动异常达到规定停机标准而未停机，导致设备扩大损坏的事故时有发生，现列举几个典型案例：（1）1990年某厂一台100mw双水内冷机组，在上级安监部门负责人到现场检查时，发现该机振动很大，该机没有监督振动的盘表，值班人员说这台机移交生产时振动就大。查找振动记录薄时，现场和车间都没有记录（最后找到一次前两个月的振动记录），后用携带型振动表进行实测，发电机汽侧轴瓦振动0.22mm，励侧轴瓦振动0.25mm，当即要求该厂技术负责人停机。停机后经全面检查发现发电机水内冷转子局部水路阻塞，造成发电机转子质量不平衡引起强烈振动。据现场人员反映，前两天这台机振动就有所增大，但因振动监督薄弱，而未能发现振动严重超标。（2）1994年某厂200mw机组大轴弯曲事故中，当启动到转速500r/min时振动增大，按防止大轴弯曲技术措施规定，转速在1300r/min以下振动超过0.03mm时，应打闸停机。而这次事故中，振动高达0.10mm，最大0.13mm，才打闸停机，导致机组大轴弯曲。（3）1984年某厂一台苏制200mw机组在进行快关试验中，试验人员在试验间隔中检查机组情况时，发现高中压转子间对轮附近的2号轴瓦振动比原来增大0.02mm，但振幅值还在合格标准以内，对此异常情况经分析研究后决定停机检查，经检查1号对轮12条螺栓中已有8条断开，1条裂缝，该机高压转子只有一个承力轴承，依靠1号对轮连接后经2号轴瓦支承，若在带负荷情况下对轮断开，后果难以设想。由于及时监测、分析振动异常，正确对待才避免了毁机事故。上述事故案例表明：汽轮机组的运行必须坚持进行振动监测，以便在振动突然超标时立即将机组停运，或在振动异常变化时分析原因、采取措施防止机组设备严重损坏。在振动监测方式，一般应做好以下几项工作：（1）法规规定，转速在3000r/min的机组轴承在各种运行方式下，轴承的垂直、水平和轴向3个方向双振幅值在0.025mm以下为良好，在0.05mm及以下为合格。这就是评定、控制机组振动的标准。新安装或检修后的机组应尽可能保持较低的振动值，如超过0.05mm，即视为不合格。应查找原因，采取措施，将振动降到允许范围才能将机组投入运行。运行中的机组振动增大并超过允许值的应分析原因，采取措施将振动降到允许范围以内，若突然增加了0.05mm，则应立即将机组停运。（2）目前200mw及以上的机组大都装设了轴系监控装置，对振动实施在线监控，给振动监测工作创造了良好的条件。其他中小型机组有的虽装有振动监测表，但准确度较差，要靠携带型振动表定期测试核对，有的机组仅靠推带振动表定期测试记录。对中小型机组的振动监测工作，一般都比较薄弱，不能坚持定期（每周、每10天等）测试或测试记录不全不完整等等，不利于有关振动规定的认真执行。因此，电厂应明确规定测试振动的周期，给汽机车间专业人员和运行现场配备较高精密度的振动表，并建立专业人员保存的和运行现场保存的振动测试登记簿，按规定周期测试并将测试结果记入登记簿。测试中发现振动比上次测试结果增大时，专业人员应及时向领导汇报，并分析振动增大原因，研究采取措施，必要时增加振动测试次数，以监测是否继续增大。运行中如发现机组振动异常时，应立即使用现场保管的振动表进行测试，如振动比上次测试结果增加了0.05mm时，应立即打闸停机。如振动增加虽未达到0.05mm，但振动异常时听到机组有响声（如掉叶片等），或机内声音异常时，也应停机进行检查。对一般的振动增大，也应向车间汇报，以便组织分析原因，采取措施。总之，机组振动测试结果是研究分析机组运行状况的重要技术依据。一是要坚持定期测试准确，做好记录；二是据以执行紧停规定或从振动异常中查找原因，采取措施防止设备扩大损坏。3）机组启动中也应进行振动监测并做好记录，如振动值达到防止大轴弯曲反事故技术措施的规定时（1300r/min以下超过0.03mm，过临界时超过0.1mm）应立即打闸停机，查找原因，采取措施后方可再次启动。（4）对国产200mw机组部分轴承振动偏大的问题，水电部以1987基火字104号文发出了关于进行国产200mw机组振动普查的通知，尚未进行普查并且振动偏大的机组，可组织进行振动普查，并与厂家联系采取改进措施。（5）对重要的辅机也应定期进行振动监测工作。发现问题及早采取措施，防止设备扩大损坏。二汽轮机防振措施1：台板研刮：运行时，由于汽缸的热膨胀，将推动轴承座沿台板滑动，轴承座支承转子和汽缸的重量，运行中的振动由转子传给轴承座，它与台板的接触更应十分稳固可靠，以增强轴承的支承刚性，对于汽缸上的其它台板，也是这样，由于接触不良，而引起振动，返工的工作量极大，接触面的研刮及用塞尺检查，必须达到厂家及规范的要求。ge公司这台机组，汽机台板用钢板铣制而成，厚度较薄，易变形，前箱台板与轴承座间有一铸铁垫作为滑动面，施工时更应引起留意。2：台板下混凝土垫块及调整垫片施工台板与基础的接触面接触情况不良，将是扩大机组振动的因素之一，据了解及有关图纸，此台机组采用混凝土垫块安装工艺，即台板用螺丝顶起，把紧地脚螺栓，并进行调整，在台板和经过修凿的混凝土基础间配制模板，在模板间填进混凝土，用凿子捻打密实，当混凝土凝固成压力块后，拆往台板及模板并检查台板与压力块接触是否良好，如有需要加以修正，或在它们之间垫上调整垫片，此项工艺主要优点是增加台板与基础的接触面，对减小机组的振动有利。台板必须平整，混凝土强度达到要求，必须先将台板的水平及标高精确地调整到符合制造厂的要求，再将混凝土填充密实，此项新工艺，在施工中应严格检查，确保安装质量。3：低压转子、高中压转子检查转子出厂前应做高速动平衡试验，要求瓦振在0.02mm以下，并取得质保书，动平衡不好，其它的一切保证工作都将是功亏一溃，要求厂家提供有关试验质保书。安装前，对转子进行全面检查，端面瓢偏度、晃度、轴颈椭圆度，不柱度及大轴弯曲的丈量等工作，都符合厂家、规范、验标等规定。4：各轴瓦检验、轴瓦调整垫块（瓦枕）的接触面根据进口机组，轴承结构的特点和安装的特殊要求，进行施工，保证各层间的接触良好，轴瓦紧力符合相关规定。5：汽缸负荷分配，滑销系统安装按要求进行负荷分配，调整好滑销系统间隙，不因负荷分配而使滑销系统歪斜和卡涩。滑销间隙修整是否正确直接影响机组能否安全运行，间隙过小，会使汽缸膨胀受阻，间隙过大，会使汽缸膨胀失往控制，以致中心变动，使已调整好的汽缸内部消息部分间隙发生变化，产生碰磨，发生弯轴引起振动，对滑销系统按规程要求施工。6：轴系靠背轮找中心轴系靠轮找中心目的在于使转子在运行状况下，各转子的中心线在一均滑的轴线上，各轴承所承受的荷重符合设计要求。安装过程是在冷态下进行的，安装时应考虑运行状态下影响的各种因素。1）轴承座垂直方向的热膨胀各轴承座受汽缸和转子传导来的热而膨胀，轴瓦抬高，轴系中心发生变化。2）膜厚度的影响运行状态下，各轴颈油膜厚度有差别，轴系中心发生变化3）转子挠度增加的影响4）汽轮机基础框架受热不匀的影响5）注水和抽真空的影响6）发电机投氢、端盖变形，产生的影响靠背轮找中心工作是防止某一轴承荷重增加，回油温度升高，烧瓦和机组振动的一项极其重要的工作，在安装前，要求ge公司提供轴颈扬度，对轮上、下张口值、转子抬高值，并经监理及安装单位研究认可，方可施工，并应明确所给数值是在半空缸、半实缸，扣完大盖（全实缸），凝汽器汽侧注水或水侧通水等不同状态。安装过程中留意以下事项：1）、找中心用的卡具应固定牢固，具有足够的刚度。2）、转子盘动后，两靠背轮不应蹩动，并使划线对准。3）、指定专人进行丈量，塞尺位置不变，塞尺不宜超过四片。4）、固定好防止轴瓦转动的工具和转子轴向窜动的工具。5）、检查轴与乌金的接触是否良好，接触位置是否改变。6）、在测取数据前，先将转子盘动数圈，以使将轴瓦压紧，并留意转子转动时，确无左右摆现象。7：发电机磁力中心及空气间隙调整按给定的磁力中心偏移值进行调整，符合验标要求，防止磁力不均，引起机组振动。8：靠背轮铰孔及终极联接留意以下事项：1）靠背轮平面、外圆及螺栓孔应清洁无毛刺。2）临时螺栓对称布置。3）连接时靠背轮相互位置应为找中心时的相互位置。4）紧固临时螺栓时，应用百分表监视，靠背轮圆周不应有变化。5）若按制造厂找中心要求，两靠背轮外圆有一高度差，则连接时应用千斤顶将低的一端顶起，并用百分表监视，直至外圆高度差，消除为止，并检查靠背轮同心度。9：基础二次灌浆要求：二次灌浆时，混凝土标号按设计要求选定填充密实，可用震捣工具捣固密实，将空气排出留意不要撞着台板，二次灌浆工作需连续进行不得中断，二次灌浆层的强度没达到设计强度以前，勿在机组上拆装重件，也不要在机组上进行撞击性工作，不要复紧地脚螺栓。10：留意轴承盖在最后封闭过程中轴瓦的过盈紧力要保证。11：汽轮机及发电机转子在检查过程中如发现题目应及时做好记录，并同有关职员共同提出解决措施。12：汽缸及汽封供汽管道应检查是否有可靠的疏水点，缺少的应与设计单位联系进行补设。11：靠背轮找正过程中，每次丈量数据完毕后检查找正用的丈量工具是否复原，否则应重新进行丈量。14：质量保证措施：（1）对施工职员要求：参加施工职员必须熟悉施工图纸、说明书及技术规范等各种要求，明确施工工艺、质量标准、作业要求、操纵要点及作业留意事项，认真做好施工记录。（2）建立健全质量保证体系：技术负责人、质量检查