浅议汽轮机安装中振动原因和预防

1、浅议汽轮机安装中振动原因和预防摘要：汽轮机安装是安装行业中精度要求较高、 难度较大、工艺复杂的安装工程。汽轮机装配零件多、结构 复杂、运转速度高，在生产运行时产生振动的情况是复杂的, 引起振动的原因也是各种各样的。如果汽轮机振动超标，有 可能导致机组无法正常启动。因此加强对汽轮机安装中振动 原因的分析具有重要的意义。本文首先对汽轮机进行了概 述，然后从六大方面详细探讨了汽轮机安装中引起振动的原 因，最后从五方面详细探讨了汽轮机安装中针对原因的预 防。关键词：汽轮机；振动；转子；滑销系统；轴承pick to： the turbine installation is to install indu

2、stry, precision demand is higher, difficult and complicated installation engineering stearn turbine assembly parts, and more complex structure, high speed, the production runtime vibration condition is complex, the causes of vibrati on is various if excess st earn turbine vibration, unit is likely t

3、o lead to can，t normal start therefore strengthening the analysis of the reasons for vibration of steam turbine instaliation in has the vital significance. this article first hascarried on the outline of steam turbine, and then fromsix aspectsthe causes of vibration in turbineinstallationare discuss

4、ed in details, finally indetail fromfive aspects discusses the turbineinstallationin prevention against reason.key words： steam turbine； vibration； the rotor；slide pin system； bearing中图分类号：tk26文献标识码：a文章编号： 2095-2104 (2013)汽轮机概述汽轮机又被称为蒸汽透平，是一种可以将蒸汽热能转换 成机械能的旋转式动力机械设备。其常被作为发电机组使 用，有时也被当做压缩机、风机等的驱动装置使用

5、。1、工作原理汽轮机的具体工作原理是当来自于锅炉中的蒸汽进入 到汽轮机以后，蒸汽会按照一定次序经过机组内的喷嘴和动 叶，同时将蒸汽本身的热能逐步转化为供汽轮机转子旋转的 机械能。2、结构部件及配套设备汽轮机通常都是由两大部分组成，一部分是转动部分， 即转子，主要部件有联轴器、叶轮、主轴以及动叶片等；另 一部分是静止部分，即静子，具体部件包括汽缸、轴承、隔 板、汽封、静叶栅以及进汽部分等。由于汽轮机一般都是在 高温和高压的条件下以较高的转速进行工作的，所以其属于 精密类重型机械设备，与之配套的设备主要有锅炉、发电机、 加热器、凝汽装置以及泵等。3、汽轮机的特点与传统的往复式蒸汽机相比较，汽轮机具

6、有蒸汽流动速 度高、连续性好、单位面积中所能经过的蒸汽流量大等优点, 所以其能够发出的功率要远远大于往复式蒸汽机。对于大功 率的汽轮机来讲，可采用较高的蒸汽温度和压力，故此其热 效率也相对较高。自汽轮机问世以来，很多专家学者都将研 究的重点放在提高汽轮机的安全性、可靠性以及耐用性等方 面上。伴随着科技水平的不断提高，现如今的汽轮机在整体 性能已经非常优良，并且已成为各大热电厂中重要的发电机 组。汽轮机安装中引起振动的原因分析引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽 流激振、转子热变形、摩擦振动等。（一）气流激振汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低 频分量；二是振动的增大受运

7、行参数的影响明显，且增大应 该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气 体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较 长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振 现象；轴封也可能发生汽流激振现象。（二）转子热变形转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转 子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定 速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放 引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。 由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。（三）摩擦振动摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受

8、到冲击和 一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频 分量，有时波形存在"削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性， 波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波 动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。（四）滑销系统不论是汽轮机还是发电机，当机组带负荷受热后都要产生膨胀，但是不能让其自由膨胀，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，严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨，从而造

9、成更大的破坏。由于膨胀受到限制而无法开机的现象在现场 经常出现，因此在检修和安装期间应该对此引起高度重视。（五）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 部件可能在汽流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片，从而造 成严重的事故，并引发机组振动；如果发电机内存在活动部 件，一方面可能一起发电机内部短路，另一方面可能引起机 组振动的不稳定，这将会对机组振动的诊断带来困难。（六）设计制造方面的原因在厂家制造过程中，产生汽轮发电机转子不平衡量较大 的原因主要是机械加工精度不够和装配工艺质量较差，所以 必须提高机械加工精度，同时保证装配质量，从而才能保证 转子的原始不平衡量较小。另外，如果机组

10、的设计不当也会 引起机组的振动。例如，在设计阶段机组支持轴承的选用也 是非常重要的，如果轴承选取不当，也会因为轴承的稳定性 较差，汽轮发电机转子哪怕是极小的不平衡量也会引起机组 较大的振动；轴承的油膜形成不好也极易诱发油膜振荡而产 生振动。三、汽轮机振动产生的危害汽轮发电机组是电厂发电系统中重要模块，其异常振动 影响着整个发电系统，严重时可造成电厂无法供电，影响工 厂生产和人们日常生活。机组的异常振动可对机组产生以下 危害。（一）端部轴封磨损低压端部轴封磨损可导致密封作用破坏，使空气漏入低 压缸中，因而破坏真空高压端部轴封磨损使高压缸向外漏汽 增大，引起转子局部受热发生弯曲。蒸汽进入轴系中使润

11、滑 油内混入水分，破坏了油膜，并引起轴瓦乌金熔化。同时漏 汽损失增大，影响机组的经济性。（二）隔板汽封磨损隔板汽封磨损严重时，将使级间漏汽增大。增加转子上 的轴向力，引起推力瓦乌金溶化。（三）滑销系统磨损滑销系统一方面固定汽轮机气缸及轴承外壳：一方面在 运行中受热或冷却时，保证机组可以自由膨胀或收缩。滑销 严重磨损时，会影响机组的正常热膨胀，从而会引起更严重 的事故。从以上几点可以看出，异常振动直接威胁着机组的安全 运行。汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振 动的原因很多，但是我们只要认清产生异常振动的原因，找 出异常振动的表现形式，总结经验加以分析，就能有效地解 决异常振动的问题。

12、汽轮机安装中振动的预防措施（一）保证轴承座的安装质量在汽轮机基础放线、垫铁基础研磨、垫铁布置、台板就 位后，就可以进行轴承座的安装工作了。在安装过程中必须 按照图纸技术要求及现行相关规范严把质量关，必要时进行 多次测量，以求其加权平均值。特别注意：轴承座几何中心 必须与轴颈承力中心重合。另外，还要保证汽轮机和发电机转子两端支持轴承的标 高符合图纸规范要求，以使两端轴承的负荷分配合理。（二）汽缸及缸内部件中心找正汽缸就位以后，缸体及缸内部套找中心就成这道工序的 关键，关系到机组的平稳运行，必须严格按照图纸及规范要 求施工。在安装过程中，注意使缸体中心、隔板（套）中心 保持一致，转子中心与隔板中心

13、一致。如果缸内动、静部分 不能保持同心，则动静间隙不均，造成运行时蒸汽在圆周上 不均匀泄漏，引起间隙自激振动。当动、静部分中心严重超 标时，还可引起动、静之间摩擦，若摩擦发生在转轴处，更 会使转子发生热弯曲，运行不稳定，出现强迫振动。同时还要注意，在安装过程中，机组冷态与热态膨胀时 情况不同，即冷态与热态状态下汽缸中心都会发生变化，在 安装时可先对汽缸及缸内部套相对于转子中心做适当调整， 保证机组受热膨胀后，转子与汽缸的同心度基本保持一致。（三）做好轴系连接的平直和同心转子水平放置时，由于自重而产生静挠曲，所以机组各 转子在安装后，其中心线连线应在一条光滑连续的曲线上。 如果曲线的位置形状不同

14、，则各轴承上的负荷也不同，因此 曲线可按轴承不同位置而确定。只有当整个转子连在一起， 呈一连续的光滑曲线，方能保证整个转子平稳运行。当转子 扬度确定后，汽机纵向水平随之而定，各轴承负荷、转子受 力、轴向力、临街转速也随之而定。另外，还要保证联轴器法兰外圆与轴颈同心，联轴器法 兰止口或螺栓孔节圆同心，端面瓢偏，连接螺栓紧力对称。 否则，无论圆周和端面如何正确，都会造成轴系不同心和不 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，引起机组振 动。（四）做好轴承的安装大多数汽机转子轴承采用可倾瓦式，具有良好的稳定 性，可避免油膜振荡。可倾瓦自由摆动，增

15、加支撑柔性，吸 收转轴振动能量，具有良好的减振性能。在安装过程中，注 意保证支撑轴承的轴承盖与轴瓦之间紧力符合图纸要求。（五）调整好滑销系统的间隙汽轮机在正常条件下运行时，缸体受到高温高压的作 用，热膨胀较大，同时，由于高中、低压缸分段布置，温差 也较大。为保证汽机在热态能自由膨胀、在冷态能自由收缩， 缸体中心与转子中心不产生偏移，汽机缸体上设计了很多滑 销，以引导整个机组按预定方向自由膨胀或收缩，保证汽轮 机动、静部分中心位置及各处间隙在膨胀过程中均能满足要 求，以达到稳定。因此，在安装过程中，必须保证销与销槽 间隙在设计范围内，滑动面的光滑平整。结语综上，汽轮机振动是无法完全消除的，但却可以通过各 种相应的措施将振动值控制在一定的范围内。为尽可能避免 振动情况的不断增大，要求机组运行人员应严格遵守操作规 程，并对机组进行严密的监视，这样能够及时发现问题。同 时检修人员应做