芻議汽輪機(jī)安裝振動(dòng)原因與預(yù)防對(duì)策

張樹(shù)柏

【摘 要】汽輪機(jī)是目前熱電廠使用頻率非常高的機(jī)械設(shè)備之一，但通常汽輪機(jī)組的運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)非正常振動(dòng)，這主要是汽輪機(jī)安裝時(shí)某些操作不當(dāng)引起的。為了能減少汽輪機(jī)組安裝時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)問(wèn)題，提高熱電廠的生產(chǎn)效率并降低經(jīng)濟(jì)成本，本文對(duì)于上述問(wèn)題進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)安裝；振動(dòng)；原因；預(yù)防對(duì)策

汽輪機(jī)組的安裝較為復(fù)雜，且是一項(xiàng)整體工作量較大的工程，對(duì)安裝技術(shù)要求比較高。在實(shí)際安裝過(guò)程中，因?yàn)楦鞣N各樣的因素導(dǎo)致的汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)也是很常見(jiàn)的。如果汽輪機(jī)組的振動(dòng)過(guò)頻，或者長(zhǎng)期處于非正常振動(dòng)狀態(tài)下，會(huì)大大縮短汽輪機(jī)組的使用壽命，極大增加熱電廠的經(jīng)濟(jì)成本，也不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?；诖?，本文對(duì)汽輪機(jī)在安裝過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)的幾種原因進(jìn)行了分析，并對(duì)相關(guān)措施提出了自己的看法，希望能對(duì)汽輪機(jī)的安裝起到一定的作用。

一、汽輪機(jī)安裝中引起振動(dòng)的原因

造成汽輪機(jī)振動(dòng)的原因有很多，較為常見(jiàn)的如汽輪機(jī)組設(shè)備本身的質(zhì)量問(wèn)題，設(shè)備參數(shù)不標(biāo)準(zhǔn)，精度達(dá)不到相關(guān)要求；在包裝和運(yùn)輸途中，未嚴(yán)格按照要求對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備進(jìn)行包裝和運(yùn)輸；還有就是在安裝基礎(chǔ)工程施工和設(shè)備安裝過(guò)程中都有可能出現(xiàn)操作不當(dāng)引起振動(dòng)。

汽輪機(jī)安裝前期，首先要進(jìn)行基礎(chǔ)的土建施工，這是汽輪機(jī)安裝的前提條件。如果基礎(chǔ)施工強(qiáng)度不夠，在后期進(jìn)行實(shí)際安裝的時(shí)候就會(huì)發(fā)生沉降和變形，嚴(yán)重影響安裝進(jìn)程，也會(huì)使整個(gè)汽輪機(jī)組出現(xiàn)較大振動(dòng)問(wèn)題。汽輪機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量控制在整個(gè)土建施工過(guò)程中，尤其是在水泥、墊層施工、鋼筋、澆注、養(yǎng)護(hù)階段，必須嚴(yán)格按照施工圖紙和規(guī)范要求，確保有足夠的強(qiáng)度，每個(gè)測(cè)點(diǎn)沉降，并安裝啟動(dòng)后，沉降趨于零（應(yīng)該是均勻）。如果在安裝過(guò)程中，基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，將導(dǎo)致臺(tái)板水平度、軸承座及汽缸中分面水平度調(diào)整合格后， 由于基座的不均勻沉降將被改變， 其變化量將會(huì)大大超出技術(shù)規(guī)范的要求，以及基座的不均勻沉降將使轉(zhuǎn)子靠背輪的圓周和平面偏差超出技術(shù)規(guī)范的要求。

二、汽輪機(jī)安裝振動(dòng)的預(yù)防對(duì)策

為了盡可能的避免或者減少汽輪機(jī)安裝引起的振動(dòng)問(wèn)題，除了在基礎(chǔ)施工時(shí)必須要嚴(yán)格依照?qǐng)D紙和相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行施工外，還需要注意以下幾點(diǎn)：

（一）低壓缸排汽口與凝汽器頸部的自由連接

當(dāng)汽輪機(jī)軸承座安裝后，安裝汽輪機(jī)汽缸，由于汽輪機(jī)低壓缸體積較大，經(jīng)常與大直徑管和冷凝器凝結(jié)連接，尤其是與冷凝器，無(wú)論是采用焊接或螺栓連接，在安裝的過(guò)程中必須在汽封洼窩處，低壓缸四個(gè)角設(shè)置百分表監(jiān)控，支持保證缸體在施工過(guò)程中不受外力影響，消除由于外力和缸體變形過(guò)大，造成動(dòng)靜部件相互摩擦，引起中心偏移而產(chǎn)生振動(dòng)。

（二）汽缸及缸內(nèi)部件中心找正

汽缸就位后，缸體和汽缸內(nèi)部套找中心成為這一過(guò)程的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)子中心不正，是汽輪發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的激振源之一，聯(lián)軸器的張口將使轉(zhuǎn)子彈性傾角發(fā)生變化，而錯(cuò)位將使轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)撓曲值產(chǎn)生變化，引起這種缺陷的原因是聯(lián)軸器兩對(duì)輪加工裝配不良或聯(lián)接螺栓孔的配合不良，這將引起轉(zhuǎn)子的附加力，從而引起振動(dòng)，如果是由于找中心不正引起的，這時(shí)會(huì)引起各軸承的靜負(fù)荷重新分配，如果某一軸承的靜負(fù)荷減少時(shí)，很可能由于轉(zhuǎn)子在此軸承油膜中的動(dòng)力不穩(wěn)定而激發(fā)起機(jī)組的低頻自激振蕩，即油膜激振蕩。

（三）軸承的安裝

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸承大多采用落地式，具有良好的穩(wěn)定性，能避免油膜振蕩。可傾瓦可以自由擺動(dòng)，增加支承的靈活性，吸收軸的振動(dòng)能量。在安裝過(guò)程中，要注意保證支承軸承的軸承蓋和軸承間隙與圖紙要求相符。如果擰緊力過(guò)大，軸承蓋可能變形，特別是球面軸承無(wú)法自由調(diào)位；如果緊力太小，就會(huì)發(fā)生振動(dòng)。此外，軸承的連接緊力對(duì)軸承剛度也會(huì)產(chǎn)生影響，如果軸承剛度不足，在同樣的激振力下能引起較大的振動(dòng)，因此必須將軸承各連接螺栓擰緊。在安裝時(shí)，要保證支持軸承墊塊的接觸點(diǎn)均勻分布，以避免因接觸面不符合要求而引起較大振動(dòng)。

（四）滑銷(xiāo)系統(tǒng)間隙調(diào)整

汽輪機(jī)在正常工況下運(yùn)行時(shí)，缸體受到高溫高壓的影響，產(chǎn)生較大的熱膨脹。同時(shí)，由于高低壓汽缸的分段布置，溫差也較大。為了確保熱狀態(tài)的汽輪機(jī)可以自由膨脹，在冷態(tài)的可以自由收縮，汽缸和轉(zhuǎn)子中心不會(huì)產(chǎn)生不可控偏差，汽輪機(jī)殼體設(shè)計(jì)很多滑銷(xiāo)，引導(dǎo)整個(gè)軸系按預(yù)定方向自由膨脹或收縮，保證汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中各部間隙能滿足要求，以達(dá)到穩(wěn)定穩(wěn)定運(yùn)行的目的。因此，在安裝過(guò)程中，必須保證滑銷(xiāo)系統(tǒng)間隙在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，表面精度滿足要求。

（五）轉(zhuǎn)動(dòng)部件

在安裝過(guò)程中，確保汽缸內(nèi)不保留任何雜物，任何雜物進(jìn)入汽輪機(jī)將會(huì)撞擊甚至損害汽輪機(jī)葉片，導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)。

（六）浮動(dòng)擋油環(huán)與轉(zhuǎn)子之間存在動(dòng)靜摩擦

目前汽輪機(jī)軸承大多數(shù)使用浮動(dòng)擋油環(huán)作為密封，如果浮動(dòng)擋油環(huán)與轉(zhuǎn)子間隙小于設(shè)計(jì)值，在正常運(yùn)行中，這些區(qū)域只存在非常少量的潤(rùn)滑油，油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足轉(zhuǎn)子和浮動(dòng)環(huán)之間正常油膜形成的需要，導(dǎo)致浮動(dòng)環(huán)不能浮動(dòng)，發(fā)生動(dòng)靜摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)。

（七）發(fā)電機(jī)缺陷

若汽輪機(jī)的發(fā)電機(jī)質(zhì)量有問(wèn)題時(shí)，當(dāng)電流通過(guò)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，當(dāng)?shù)胤艧徇^(guò)度生成熱，這里的轉(zhuǎn)子將擴(kuò)大由于更多的熱量積累，這是不同于其他地區(qū)的擴(kuò)張，將形成和動(dòng)態(tài)質(zhì)量不平衡。由于發(fā)電機(jī)的電磁性能較差，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙不均勻會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的振動(dòng)。

三、結(jié)論

科學(xué)技術(shù)推動(dòng)著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在這個(gè)大環(huán)境下，汽輪機(jī)在發(fā)電領(lǐng)域的作用也越來(lái)越大。由于汽輪機(jī)組安裝工程的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，汽輪機(jī)安裝涉及到的方方面面都要合乎標(biāo)準(zhǔn)。從汽輪機(jī)組的包裝運(yùn)輸、到實(shí)際安裝，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格把控質(zhì)量，安裝時(shí)也需要專(zhuān)業(yè)素質(zhì)過(guò)硬的技術(shù)人才進(jìn)行操作，層層把關(guān)下，汽輪機(jī)組安裝出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題可以有效減少，極大的提高安裝質(zhì)量。

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