淺議汽輪機(jī)振動(dòng)的原因及危害

　　摘  要：在火力發(fā)電廠中，汽輪機(jī)運(yùn)行的好壞反映著電廠制造、安裝、及運(yùn)行的整體水平。振動(dòng)作為影響汽輪機(jī)組安全運(yùn)行的重要因素，受到人們的廣泛關(guān)注。本文簡(jiǎn)單介紹了汽輪機(jī)振動(dòng)的危害和產(chǎn)生原因。

　　關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)振動(dòng)、危害、原因

　　Analysis of the Causes and Hazards in Steam Turbine Vibration

　　Yue Long

　　(North China Electric Power University, Bejing 102206, China)

　　Abstract: In the thermal power plant, steam turbine operation quality reflects the manufacturing , installation and operation levels of the power plant .As one of the most important factors of safety running ,steam turbine vibration has aroused wide attention of people . This paper briefly introduces the harm and causes of steam turbine vibration.

　　Key words: steam turbine vibration; harm; causes

　　中圖分類號(hào)：TK268.+1       文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A   文章編號(hào)：

　　0 引言

　　汽輪發(fā)電機(jī)組是電廠系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其運(yùn)行的安全性和可靠性對(duì)整個(gè)火電廠的安全運(yùn)行起著重要作用。汽輪發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行中總是不可避免存在著振動(dòng),一般振動(dòng)在規(guī)定范圍內(nèi)不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生破壞，但如果超過(guò)一定的臨界值之后,會(huì)給設(shè)備造成極大的危害[1]。以下將具體介紹汽輪機(jī)組振動(dòng)的危害及各種振動(dòng)產(chǎn)生的原因。

　　1 汽輪機(jī)振動(dòng)的危害

　　汽輪機(jī)運(yùn)行中振動(dòng)的大小，是機(jī)組安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)，也是判斷機(jī)組檢修質(zhì)量的重要指標(biāo)。汽輪機(jī)運(yùn)行中振動(dòng)過(guò)大，會(huì)影響到電廠的安全正常運(yùn)行，可能造成以下危害[2~3]：

　　1.1 使各連接部件松動(dòng)

　　機(jī)組發(fā)生過(guò)大振動(dòng)，使機(jī)組相連接的軸承、軸承座、主油泵、蝸輪、蝸桿、活動(dòng)式聯(lián)軸器、凝汽器及發(fā)電機(jī)冷卻器的管道等發(fā)生共振，引起法蘭連接螺栓振動(dòng)，地腳螺栓斷裂，從而造成重大事故。

　　1.2 直接或間接造成設(shè)備事故

　　當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生過(guò)大振動(dòng)時(shí)，危急保安器或機(jī)組的其它保護(hù)儀表的正常工作將直接受到影響，嚴(yán)重時(shí)引起這些部件的誤動(dòng)作，直接造成事故停機(jī)。若發(fā)電機(jī)定子鐵芯和端部線圈振動(dòng)過(guò)大，會(huì)使鐵芯疊片間絕緣破壞和線圈繞組間絕緣損壞，造成鐵芯過(guò)熱損壞，使繞組之間或繞組對(duì)地短路。

　　1.3、機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低

　　汽輪機(jī)汽封間隙的大小，對(duì)汽輪機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性有很大影響。而汽封間隙能否保持較小數(shù)值很大程度上取決于機(jī)組的振動(dòng)狀況。過(guò)大振動(dòng)會(huì)使汽封間隙增大，使機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性降低。

　　1.4 使機(jī)組動(dòng)靜部分及支撐部件產(chǎn)生損壞

　　發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，機(jī)組動(dòng)靜部分發(fā)生摩擦，會(huì)使端部軸封及隔板汽封產(chǎn)生磨損。當(dāng)機(jī)組振動(dòng)過(guò)大時(shí)，會(huì)使葉片、圍帶、葉輪等各轉(zhuǎn)動(dòng)部件應(yīng)力增加，導(dǎo)致疲勞損壞。同時(shí)也會(huì)造成推力瓦、密封瓦、軸瓦等部件疲勞，出現(xiàn)烏金表面剝落、脫胎或碎裂。

　　2 汽輪機(jī)振動(dòng)的原因分析

　　汽輪機(jī)組在啟停和運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生不正常的振動(dòng)，原因有很多種。一般說(shuō)來(lái)，有以下幾個(gè)方面的原因[4]：

　　2.1 由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而引起振動(dòng)

　　a)  運(yùn)行中葉片折斷、脫落或不均勻磨損、腐蝕、結(jié)垢，使轉(zhuǎn)子發(fā)生質(zhì)量不平衡；

　　b)  轉(zhuǎn)子找平衡時(shí)，平衡質(zhì)量選擇不當(dāng)或安放位置不當(dāng)、轉(zhuǎn)子上某些零件松動(dòng)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子松動(dòng)或不平衡等，均會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生質(zhì)量不平衡。

　　2.2 由于轉(zhuǎn)子發(fā)生彈性彎曲而引起振動(dòng)

　　轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲，即使不引起汽輪機(jī)動(dòng)靜部分之間的摩擦，也會(huì)引起振動(dòng)。其振動(dòng)特性和由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起振動(dòng)的情況相似，不同之處是這種振動(dòng)較顯著地表現(xiàn)為軸向振動(dòng)，尤其當(dāng)通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，其軸向振幅增大得更為顯著。

　　2.3 由于機(jī)組運(yùn)行中心不正引起振動(dòng)

　　a) 汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，暖機(jī)時(shí)間不夠，升速或加負(fù)荷太快，將引起汽缸受熱膨脹不均勻，或者花銷系統(tǒng)有卡澀，使汽缸不能自由膨脹，均會(huì)造成機(jī)組產(chǎn)生不正常位移，產(chǎn)生振動(dòng)。

　　b) 機(jī)組在進(jìn)汽溫度超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下運(yùn)行，將使其膨脹差和汽缸變形增加，如高壓軸封上抬等。造成機(jī)組中心超過(guò)允許限度，引起振動(dòng)。

　　c) 機(jī)組在運(yùn)行中，真空下降，將使排汽溫度升高，后軸承上抬，破壞機(jī)組中心產(chǎn)生振動(dòng)。

　　d) 靠背輪安裝不正確，中心未找準(zhǔn)，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)且振動(dòng)隨負(fù)荷的增加而增加。

　　2.4 由于汽輪機(jī)內(nèi)部發(fā)生摩擦而引起振動(dòng)

　　工作葉片和導(dǎo)向葉片相摩擦，以及通流部分輻向間隙不夠或安裝不當(dāng)；隔板彎曲，葉片變形，推力軸承工作不正?；虬仓貌划?dāng)，軸頸與軸承烏金側(cè)向間隙太小等等，均會(huì)引起摩擦，造成振動(dòng)。

　　2.5 由于水沖擊而引起振動(dòng)

　　當(dāng)水或低溫飽和蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)時(shí)，就可能造成水沖擊，使轉(zhuǎn)子軸向推力增大，產(chǎn)生很大的不平衡扭力，進(jìn)而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，甚至燒毀推力瓦。

　　3 結(jié)語(yǔ)：

　　汽輪機(jī)組的異常振動(dòng)不僅危害機(jī)組，甚至?xí)绊懻麄€(gè)發(fā)電系統(tǒng)。因此要在了解其危害的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析其產(chǎn)生的原因，這樣才能根據(jù)具體的原因采取相應(yīng)的保護(hù)措施，維護(hù)機(jī)組的穩(wěn)定，進(jìn)而保護(hù)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 趙 強(qiáng).電廠汽輪機(jī)振動(dòng)大的原因分析及處理[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011,(19):66

　　[2] 谷俊杰,丁常富.汽輪機(jī)控制、監(jiān)視和保護(hù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2002:162

　　[3] 江玉林.汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行及事故處理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:282

　　[4] 呂 錦.小議汽輪機(jī)振動(dòng)的危害及產(chǎn)生原因與處理措施[J].裝備制造,2010,(4):196