汽轮机振动的原因分析及处理对策研究

热电厂汽轮机组轴瓦振动原因分析及处理措施探析

汽轮机作为热电厂发电机组的重要设备，直接影响着热电厂的安全稳定运行。但在实际运行中，热电厂汽轮机组很容易出现异常振动的故障，影响了电厂的正常发电。本文主要论述了热电厂汽轮机组轴瓦振动的原因，并对热电厂汽轮机组轴瓦振动故障的处理措施进行了全面分析和探究。

标签：热电厂；汽轮机组轴瓦振动；主要原因；处理措施

0 引言

随着社会经济的发展，人们生活质量的提高，对电力能源的需求也不断增加，同时热电厂汽轮机组轴瓦振动问题的改进也越来越受到关注和重视。通常情况下，汽车机组轴瓦一般振动不会影响机组设备，但如果振动幅度过大就会造成严重的故障，对电厂供电质量产生不利的影响，因此必须采取有效措施加以解决。

1 热电厂汽轮机组轴瓦振动原因

从理论上来看，热电厂机组轴瓦振动具有不同方面的原因，但根据所形成的原因可分为三方面。

第一，是在机组制造过程中所产生的，也是结构方面的原因。主要是在对其结构设计中，存在很多不科学、不合理的现象。或者对其零部件加工时没有严格按照相关标准和要求进行操作，使其质量等方面存在着一定的问题。因此，导致汽轮机转子在实际应用中，难以达到使用的要求。或者转子质量不平衡，出现一侧离心力，进而引起汽轮机组轴瓦振动。从热电厂汽轮机组轴瓦振动的原因来看，其中有70%的轴瓦振动是转子质量不平衡引起的。这种原因主要是由制造商带来的，也是汽轮机组轴瓦振动问题出现的源头。例如，某转子第一临界转速为1600r/min，而转子第二临界大于3000r/min，这样转子上存在第二阶模态不平衡，一旦靠近3000r/min，就会使其振动幅度明显加大[1]。

第二，热电厂汽轮机组安装方面的原因。一般来说，在对汽轮机组进行组合和安装时，其工艺质量未得到保证，因此对热电厂汽轮机组轴瓦产生了一定的影响。例如，汽轮机主要是由两端的轴承来支撑的，一旦两端的轴承高度出现差异，就会导致其负荷分配出不科学的现象，进而引起热电厂汽轮机组轴瓦异常振动。另外，汽轮机的转子与零部件之间有着一定的空隙，但相对来说这些空隙很小，难以引起动静摩擦，很容易促使汽轮机组轴瓦振动出现异常的情况。

汽轮机#1轴承振动大分析及处理方法

顾崇廉，谈立春

（北京太阳宫燃气热电有限公司，北京 100028）

摘要：针对汽轮机#1轴承振动偏大，特别是机组带大负荷时振动迅速增加，同时出现半频振动，且半频分量的比重较大。从轴承自激振动、轴系负荷分配和汽流激振方面进行分析，利用检修期间，对#1轴振问题进行治理，使机组振动水平达到优秀范围内。

关键词：轴振；轴承自激振动；晃度；汽流激振；

一、前言

北京太阳宫电厂为燃气—蒸汽联合循环机组，汽轮机为LN275/CC154-11.49

/0.613/0.276/566/566型哈汽机组， 1、2#轴承为4瓦块可倾瓦轴承，振动保护监视系统TSI，监测1～6号轴承X、Y方向（分别为面向机头向后看垂直中分面左侧45°和右侧45°位置）转子相对振动以及垂直方向的轴承座振动。

二、机组振动特点

2010年10月机组检修之前，机组振动主要反映在#1轴承轴振动（特别是Y方向轴振）偏大，轴承座振动很小，通常不超过10μm 。对振动数据进行分析，其#1轴承轴振具有如下特征：

（1）#1轴承轴振测点位置晃度值过大

根据该机组多次冷态启动过程数据，发现在低转速（通常400r/min左右）时#1轴承X、Y方向轴振动数据（即晃度值）分别高达75μm和90μm左右，严重超标。但基频值分别只有25μm和30μm左右。

（2）带负荷后振动出现一定程度的爬升

机组带负荷后#1轴承轴振较空载时的数据明显增大（特别是Y方向轴振）。表1列出的是不同工况下1、2号轴承轴振动数据，从中看出热态空载时#1轴承轴振较冷态空载时有一定的增大，223MW时的振动（Y方向轴振）进一步增大。

表1 不同工况下汽轮机1、2#轴承轴振基频和通频值（μm∠°/μm）

备注 工况 1X 1Y 2X 2Y

2010.5.11冷态启动 空载3000r/min 36∠182/84 24∠267/80 53∠133/70 46∠36/60

汽轮机转速波动的原因分析及处理方法

摘要：汽轮机是电厂中将热能转换为机械能的重要设备，前端接收锅炉高温高压蒸汽，后端带动发电机旋转切割磁力线产生电力，因此其安全稳定运行关系整个电厂的安全生产。汽轮机的安全监视系统中，振动是一项重要指标,包括轴径振动和轴瓦振动。汽轮机内部出现故障，首先会反映到振动值上，可以说振动是汽轮机安全运行的晴雨表。

关键词：汽轮机；转速波动；原因分析；处理方法

1调速系统结构及工作原理

调速系统的结构通常包括测速系统、电子调速器、电液转换器、断流式错油门、油动机、调节汽阀等部件组成。调速系统工作时，通过数字量通道板采集机组转速，并将它与给定转速进行比较，对其偏差进行分析处理以及通过PID运算，运算结果经过DEH微机处理、校正、放大为所需要的电信号，通过电液转换器转变为错油门中间滑阀的二次油压信号，错油门再将此脉动油压变化信号加以放大后控制油动机，达到控制转速的目的，实现机组的调节[4]。调节系统按照转速、压缩机入口压力串级设定，对转速、压力进行自动控制，也可以通过操作员手动进行控制。

2汽轮机振动原因分析

引起汽轮机设别振动的原因主要包括油膜失稳、受热膨胀不均匀、动静摩擦以及气流震荡等。1）油膜失稳。油膜振动和半速涡动会引发汽轮机设备的振动现象，尤其是当发电机转子转速不足第一临界转速的一半时就会出现半速涡动现象，而且伴随着振动会一直持续到最高转速。因此在转子转速不断变化的过程中，这个涡动的频率也会随之变化，可以根据这一点对半速涡动现象进行判断，避免汽轮机振动现象发生。2）受热膨胀不均匀。引起这种现象的原因主要是因为气缸膨胀受阻或加热不均匀造成的，使得汽轮机设备转子中心出现偏差，轴承位置标高出现变化，产生了机械振动。3）动静摩擦。汽轮机在持续运行状态下，随着动静间隙的不断减少，各零件之间的碰撞情况也就更容易产生，也就极易引起汽轮机设备的剧烈振动，甚至出现轴承的变形破坏掉整个轴承结构，造成汽轮机设备停机，引发更大的安全事故及经济损失。4）气流震荡。为提高汽轮机设备的运行效率，通常会通过增大跨距来降低临界转速，而汽轮机运行转速与临界转速的差距增大时，汽轮机轴系统便会变得不稳定。在通流部分径向间隙出现转子弯曲，两侧间隙不同，轴径受到的切向力变大，从而使轴出现正向涡动现象。叶轮流通部的相互作用也会使得叶轮围带与汽轮机壳之间的间隙变大，导致轮带失稳磨损，进一步增大间隙以及切向力，也就产生了更大的振动。

发电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理措施

摘要：汽轮机组是发电厂运行的重要基础，汽轮机组作为主要的动力设备其轴承运行的安全性、稳定性至关重要。所以，在这样的情况下，就需要相关部门和工作人员提高对其的重视程度，还需要对设备自身振动的原因进行分析，并采取科学合理的措施，从而保障能够为发电厂的正常运行奠定一个坚实的基础。因此，本文主要针对发电厂汽轮机组轴承振动的原因进行分析和研究，并结合实际情况提出相应的处理措施。

关键词：发电厂；汽轮机组；轴承振动；振动处理

1、发电厂汽轮机组轴承振动原因分析

1.1汽轮机主轴激振现象

汽轮机主轴运行工况是反映汽轮机是否安全稳定运行的关键指标。汽轮机主轴的转速、偏心度、轴振动和胀差等参数变化都会引起轴承的异常振动，尤其是高参数大容量火力发电厂，其蒸汽对汽轮机的叶片不断产生冲击，导致气流激振，汽轮机主轴经常受到气流激振现象的影响后，导致与汽轮机主轴相配合的轴承振动异常，甚至振幅扩大。

1.2高压缸动静碰磨

在经过长时间的运行测试后,发现当汽轮机组冲转值超过3000转时,“蛙跳”问题会出现在高压缸中,之后机组中的轴承就出现了异常振动。通过对高压缸进行检查发现,其内部发生了动静碰磨问题。而且由于机组中高压转子前汽封段比较长,这就使得其在启动时会发生左右不均的问题,从而使高压缸膨胀工作不顺畅,进而造成机组轴承振动异常问题的发生。其主要问题有:高压转子的汽封与轴封受到严重磨损;电端的猫爪垂弧差超出了标准范围;红丹对磨接触的面积不足[1]。

1.3人为因素

以某电厂汽轮机为例，机组启动过程中,如果人员误触传感器接线盒等,将可能引起振动数据异常。为排除该因素,机组进行了第2次启动,转速从2300r/min开始,并确保就地测点处无人员干扰。但机组振动情况再次出现,转速上升至2354r/min时,2号轴承x向振动由45.3μm升至138μm,之后回落至正常;转速上升至2461r/min时,2号轴承y向振动由37.9μm升至250μm,汽轮机振动保护动作,汽轮机跳闸,因此排除了人为干扰造成的机组振动异常。