汽輪發電機組振動原因及處理措施【摘要】汽輪發電機組振動大小是反映機組設計制造、安裝檢修及運行管理等方面的綜合指標。為保障汽輪發電機組長期安全運行，要求對機組振動嚴格控制在允許范圍內。或者說，機組的振動是表征汽輪發電機組穩定運行的重要標志之一。汽輪發電機轉子是一個復雜的彈性系統，造成振動的原因很多。我們若能抓住振動時表現出來的不同特點，并加以分析判斷，就有可能找出振動的內在原因并予以解決。隨著機組容量的不斷增大，對機組振動的判斷與分析對運行人員提出了更高的要求。【關鍵詞】汽輪發電機組振動運行與2003年取得電力工程師資格，河北西柏坡發電公司運行機長，參加過（#5、#6）600MW超臨界機組試運。一、振動過大的危害和嚴重后果。汽輪發電機組轉子是在振動狀態下工作的，其振動值的大小直接影響汽輪機組的安全運行。汽輪發電機組轉子振動超過某一限值時，輕者噪音增大，影響轉子及其零部件的使用壽命；嚴重者動靜部分發生碰摩，損壞零部件，甚至造成整臺機組毀壞事故。汽輪發電機組振動過大的危害主要表現如下：機組部件動靜部分摩擦。隨著機組容量和參數的提高，為提高效率汽輪機通流部分間隙，尤其是徑向間隙要求較小，在加上熱膨脹和熱變形的影響，通流間隙在運行中還會進一步減小。2、造成一些部件的疲勞損壞。機組振動過大會加速聯軸器、軸瓦、發電機密封瓦、滑銷系統及勵磁機等的磨損。3、造成緊固件的斷裂和松脫。振動造成軸承座地腳螺栓松動斷裂，進一步加大機組振動，從而引起惡性循環。4、損壞基礎及周圍建筑物。振動過大造成基礎裂紋、二次灌漿松裂等，有時振動還會傳遞到附近的建筑物引起損壞。5、振動過大會引起危急保安器和其他保護設備的誤動而造成停機；會引起水冷發電機組水管斷裂漏水的事故等。6、使機組的經濟性降低。振動過大會造成通流間隙加大，軸封磨損，使漏氣損失加大，影響機組經濟運行。7、對人員的損害。過大振動造成噪聲加劇，給運行人員的聽力及身心造成損傷。從以上幾點可以看出，振動直接威脅著機組的安全運行。因此，在機組出現異常振動時，就應及時查找引起振動的原因，并予以消除，決不允許在異常振動的情況下讓機組長時間繼續運行。二、常見的振動現象及其原因分析汽輪發電機組的振動按激振能源不同，可分為強迫振動和自激振動兩大類。強迫振動是在外界干擾力的作用下產生的，這類振動現象比較普遍。振動的主要特征是振動的主頻率和轉子的轉速一致，振動的波形多是正弦波。自激振動主要是由于軸瓦油膜振蕩、間隙自激、摩擦渦動等原因造成的。這類振動的主要特征是振動的主頻率與轉子的轉速不符而與其臨界轉速基本一致，振動波形比較紊亂并含有低頻諧波。強迫振動引起汽輪發電機組強迫振動的因素，主要有以下幾方面：（1）、轉子質量不平衡轉子質量不平衡所引起的振動特點是振動頻率和轉子轉速一致，振動波形為正弦波。若不考慮臨界轉速和轉子撓曲的影響，振幅大小可以看作和轉速的平方成正比。（2）、轉子中心不正所謂轉子中心，主要指相鄰兩轉軸的同心度和傾斜度。轉子中心變化所產生的振動頻率主要為轉速的兩倍頻，但振動幅值與負荷大小和不對中程度有關。（3）、汽輪機滑銷系統卡澀滑銷系統一旦卡澀，則汽輪機膨脹受阻時，將引起各軸承的標高發生變化，導致轉子中心破壞。有時還引起動靜摩擦，造成轉子新的不平衡。（4）、磁場不均引起的振動主要指發電機轉子和靜子之間的磁場分布不均造成的。如轉子的匝間短路、轉子與靜子之間空氣間隙不均造成磁通不均，都會引起機組振動。、基礎支撐不足和共振主要指機組前期施工不當而造成振動系統的支撐剛度不足所引起的振動。通常由軸承座與臺板，軸承座與汽缸，臺板與基礎之間的連接松動造成的。通常表現為垂直方向上振動增大。（6）、受熱不均造成的振動機組啟停、升降負荷，及蒸汽溫度大幅波動等時，均可能造成轉子受到不均勻的加熱和冷卻、膨脹不均等，進而使其產生沿圓周方向的不規則變形引起機組振動。自激振動自激振動又稱為負阻尼振動，就是說振動本身運動所產生的阻尼力非但不阻止運動，反而將進一步加劇這種振動。因此一旦有個初始振動，無需外界向振動系統輸送能量，振動既能保持下去。（1）、軸瓦自激振動所謂軸瓦自激振動，既軸頸和軸瓦潤滑油膜之間發生的自激振動。、油膜振蕩當汽輪發電機組轉速高于兩倍轉子第一臨界轉速時發生的軸瓦自激振動，稱為油膜振蕩。、間隙激振間隙激振一般只發生在大容量汽輪機高壓轉子上。當轉子由于受到外擾產生徑向位移時，改變葉片四周間隙的大小，從而產生壓差。運行人員處理措施以上簡單說明了幾種常見的振動，但運行人員常遇到的還是油膜自激振蕩、間隙振蕩和受熱不均引起的振動。對于油膜振蕩，運行人員采取最好的辦法就是保證潤滑油溫。因此，在機組啟動和停機、正常運行時，要及時調整油溫在規定范圍內，避免其大幅波動，尤其防止油溫過低。負荷升降和大幅度波動時，適時觀察機組振動情況，發現產生間隙振蕩時，及時調整負荷。避免機組在過大振動下長時間運行。運行人員在機組啟停時，要及時調整軸封壓力及溫度，避免軸封出轉子受到過大的熱沖擊，而產生過大位移，從而引起振動。機組啟停和升降負荷，應避免氣溫大幅波動；尤其在啟停機使，一定要根據機組狀況選擇合理的蒸汽參數及溫升速率。機組啟停及升降負荷時，運行人員要注意氣缸膨脹，是不是線性變化。防止滑銷系統卡澀而造成動靜碰摩。四、總結：汽輪發電機組的振動異常是運行中最常見的故障之一，其產生的原因是多方面的，也是十分復雜的，它與制造、安裝、檢修和運行水平有直接關系。振動過大將使汽輪機轉動部件如葉片、葉輪、轉軸等的應力超過允許值而造成損壞；振動嚴重時，可能導致危急保安器誤動作而發生停機事故以及導致軸承座松動、基礎甚至廠房建筑物的共振損壞等。因此，必須使機組的振動水平保持在允許范圍內。值得注意的是，隨著汽輪機容量的增大、效率的提高。機組的通流部分間隙要求較小，對運行人員處理過大振動能力要求更提出了新標準。在運行中，一旦發現振動異常，除應加強對有關參數的監視、分析判斷，同時仔細傾聽汽輪機