關(guān)于汽輪機安裝中幾種振動的原因及防治措施研究

1、<p>　　關(guān)于汽輪機安裝中幾種振動的原因及防治措施研究</p><p>　　摘要：隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，重視汽輪機安裝中幾種振動的原因及防治措施研究對于現(xiàn)實生活具有重要的意義。本文主要介紹汽輪機安裝中幾種振動的原因及防治措施研究的有關(guān)內(nèi)容。 </p><p>　　關(guān)鍵詞 ：汽輪機；安裝；振動；防治措施；原因； </p><p>　　中圖分類號：TK26

2、文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　汽輪機是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機械功的旋轉(zhuǎn)式動力機械。又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動機，也可直接驅(qū)動各種泵、風(fēng)機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。汽輪機的安裝過程十分的復(fù)雜，具有很高的專業(yè)性，安裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，其中

3、比較常見的就是汽輪機震動超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。這對于汽輪機的正常運轉(zhuǎn)會造成很大的影響，減少機器的使用壽命，甚至引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。 </p><p><b>　　一、工作原理 </b></p><p>　　汽輪機是能將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機械功的外燃回轉(zhuǎn)式機械，來自鍋爐的蒸汽進(jìn)入汽輪機后，依次經(jīng)過一系列環(huán)形配置的噴嘴和動葉，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能。蒸汽在汽輪機中

4、，以不同方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，便構(gòu)成了不同工作原理的汽輪機。 </p><p>　　二、汽輪機安裝中引起振動的原因分析與預(yù)防措施 </p><p>　　汽輪機在安裝過程中很多因素都有可能導(dǎo)致其震動超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，其中有一部分原因是由于汽輪機生產(chǎn)過程當(dāng)中自身工藝方面存在的問題，還有可能是在機器運輸?shù)耐局袥]有采取相應(yīng)的保護措施，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子受到碰撞而發(fā)生變形等。但是在眾多引起汽輪機震動的原因當(dāng)中，主要

5、還是出現(xiàn)在進(jìn)行安裝的過程當(dāng)中，沒有做好相應(yīng)的安裝工作。汽輪機的安裝是一個十分復(fù)雜的工程，分為多個安裝步驟，任何一個安裝步驟出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致汽輪機震動，具體主要表現(xiàn)在以下幾個方面： </p><p>　　2.1 基礎(chǔ)的合格是安裝汽輪機的首要前提 </p><p>　　基礎(chǔ)對于汽輪機的安裝乃至日后的使用都有十分重要的影響。在進(jìn)行施工之前要按照相關(guān)的設(shè)計圖紙來進(jìn)行基礎(chǔ)的施工工作。要確保基礎(chǔ)

6、能夠達(dá)到規(guī)定的強度要求，防止出現(xiàn)不規(guī)則沉降，防止機組安裝完之后，由于自重而導(dǎo)致沉降。在安裝的過程當(dāng)中，如果基礎(chǔ)出現(xiàn)了不均勻沉降，那么就會使臺板地下出現(xiàn)空缺，從而導(dǎo)致汽輪機運行過程中產(chǎn)生震動，這種原因?qū)е碌恼饎油S著汽輪機載荷的變化而不斷的變化。 </p><p>　　2.2 軸承座的安裝質(zhì)量及軸承中心標(biāo)高的控制 </p><p>　　在進(jìn)行軸承座的安裝過程當(dāng)中要始終按照圖紙中的相關(guān)的要求

7、進(jìn)行施工，不能夠隨意進(jìn)行變更。為了確保安裝的精度，應(yīng)該進(jìn)行反復(fù)的測量，采用平均值。為了確保運行過程當(dāng)中軸承的承力中心和幾何中心發(fā)生偏離而導(dǎo)致震動，因此在進(jìn)行軸承座的安裝過程當(dāng)中要做好相應(yīng)的測量工作，確保軸承的承力中心和幾何中心能夠重合。根據(jù)設(shè)計圖紙的要求，嚴(yán)格控制機組支持軸承的高度，從而確保符合能夠分配均勻。一旦出現(xiàn)分配不均勻的情況，就有可能導(dǎo)致機組的震動。 </p><p>　　2.3 低壓缸排汽口與凝汽器頸部

8、的自由連接 </p><p>　　在進(jìn)行汽輪機汽缸安裝作業(yè)的時候，由于汽輪機的低壓缸通常都具有相對較大的體積，而且需要連接在冷凝器上。這就使得低壓缸在安裝的過程當(dāng)中不能受到外力因素的干擾，否則導(dǎo)致低壓缸發(fā)生變形而發(fā)生摩擦，而產(chǎn)生震動。針對這種情況，應(yīng)該在使用百分表對低壓缸的支撐點進(jìn)行測量，從而避免外力因素造成的汽缸變形的發(fā)生，最終防止機組震動。 </p><p>　　2.4 汽缸及缸內(nèi)部件

9、中心找正 </p><p>　　為了確保機組運行的穩(wěn)定性，應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計圖紙來對汽缸內(nèi)部以及外缸進(jìn)行找正，確保轉(zhuǎn)子于隔板的中心能夠重合。一旦不能夠使汽缸的內(nèi)部和外部的中心保持重合那么由于空間分布不均勻，導(dǎo)致空間內(nèi)部的蒸汽在泄露的時候不均勻，導(dǎo)致震動。安裝過程當(dāng)中機組處于冷卻的狀態(tài)，而機組一旦運行，隨著溫度的升高，勢必會產(chǎn)生膨脹，從而使汽缸的中心出現(xiàn)變動。因此在安裝的過程當(dāng)中要做好相應(yīng)的調(diào)整工作，從而盡可能的減

10、少轉(zhuǎn)子和汽缸之間的偏離。 </p><p>　　2.5 軸承的安裝 </p><p>　　大多數(shù)汽輪機轉(zhuǎn)子軸承采用可傾瓦式，具有良好的穩(wěn)定性，可避免油膜振蕩?？蓛A瓦自由擺動，增加支撐柔性，吸收轉(zhuǎn)軸振動能量，具有良好的減振性能。在安裝過程中，注意保證支撐軸承的軸承蓋與軸瓦之間緊力符合圖紙要求。如果緊力過大可能使軸承蓋變形，特別是球面軸承將無法自由調(diào)位；緊力過小將出現(xiàn)振動。此外，軸承的連接緊力

11、對軸承剛度也會產(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，因此必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現(xiàn)場施工過程中，往往出現(xiàn)因連接螺栓緊力不足而引起振動的現(xiàn)象。 </p><p>　　支持軸承軸瓦的墊塊，承受著因轉(zhuǎn)子本身的質(zhì)量及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時由于不平衡而引起的離心力，墊塊確定轉(zhuǎn)子位置，施工時要保證墊塊均勻承重，每塊墊塊的接觸痕跡應(yīng)占墊塊總面積的70％以上，且接觸點均勻分布以避免因接觸面不符合要求而引起較大振動

12、。 </p><p>　　推力軸承是轉(zhuǎn)子相對于氣缸的膨脹死點，安裝時要保證轉(zhuǎn)子軸向竄動量與圖紙技術(shù)要求相符，如果竄動量過小，則不能保證推力瓦塊形成正常的油膜厚度，運行中油溫必然升高或出現(xiàn)摩擦；相反，竄動量過大，汽輪機負(fù)荷突然改變時，則會使推力瓦塊收到較大沖擊。 </p><p>　　2.6 滑銷系統(tǒng)間隙調(diào)整 </p><p>　　汽輪機在正常條件下運行時，缸體受到高

13、溫高壓的作用，熱膨脹較大，同時，由于高中、低壓缸分段布置，溫差也較大。為保證汽機在熱態(tài)能自由膨脹、在冷態(tài)能自由收縮，缸體中心與轉(zhuǎn)子中心不產(chǎn)生偏移，汽機缸體上設(shè)計了很多滑銷，以引導(dǎo)整個機組按預(yù)定方向自由膨脹或收縮，保證汽輪機動、靜部分中心位置及各處間隙在膨脹過程中均能滿足要求，以達(dá)到穩(wěn)定。因此，在安裝過程中，必須保證銷與銷槽間隙在設(shè)計范圍內(nèi)，滑動面的光滑平整。 </p><p>　　2.7 活動部件和斷葉片 <

14、;/p><p>　　在安裝期間應(yīng)特別注意，保證沒有其它活動部件留存在汽缸內(nèi)部，如果有活動部件進(jìn)入汽輪機，運行時活動部件可在氣流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機葉片，引起機組振動。如果活動部件留存在發(fā)電機內(nèi)，則可能引起發(fā)電機內(nèi)部短路，造成嚴(yán)重事故。 </p><p>　　當(dāng)汽輪機葉片斷裂時，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯不對稱，機組的振動會發(fā)生明顯的變化，既包括振幅大小的變化也包括振動相位的變化。在現(xiàn)場檢修轉(zhuǎn)子時

15、對各級葉片逐一進(jìn)行外觀檢查，確定無裂紋及鉚釘松動現(xiàn)象。 </p><p>　　2.8 發(fā)電機的缺陷 </p><p>　　電流通過發(fā)電機轉(zhuǎn)子時會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱膨脹，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子存在一定量的質(zhì)量不平衡時，膨脹會使該不平衡量產(chǎn)生的力矩發(fā)生改變，引起機組的振動變化；當(dāng)發(fā)電機自身存在膨脹不勻時，即使冷態(tài)情況下質(zhì)量平衡較好，也會由于膨脹的不均勻性而產(chǎn)生動態(tài)的質(zhì)量不平衡，質(zhì)量不平衡在發(fā)電機

16、轉(zhuǎn)子恢復(fù)到冷態(tài)時也將隨之消失。另一方面，如果發(fā)電機轉(zhuǎn)子內(nèi)部本身存在短路情況，當(dāng)電流通過發(fā)電機轉(zhuǎn)子時會產(chǎn)生局部放熱過大的現(xiàn)象，此處的轉(zhuǎn)子由于受到較多的熱量積蓄而使膨脹加大，這就與其他部位膨脹產(chǎn)生差別，又會形成動態(tài)的質(zhì)量不平衡。發(fā)電機轉(zhuǎn)子與定子間的氣息不均勻，會使發(fā)電機電磁性能不良引起機組振動。這種振動特征表現(xiàn)為通勵磁電流以后才出現(xiàn)振動，隨著勵磁電流的增大，振動明顯增大。因此在安裝過程中要定期對發(fā)電機轉(zhuǎn)子、定子進(jìn)行絕緣測試；并且根據(jù)轉(zhuǎn)子調(diào)整

17、發(fā)電機空氣間隙，使得氣息均勻，增強了機組的安全運行性能。 </p><p>　　2.9浮動式油擋安裝 </p><p>　　從大量現(xiàn)場振動測試可知，浮動油擋碰磨振動可在任何形式軸系、不同軸向位置上產(chǎn)生顯著振動。造成這種現(xiàn)象的原因如下： </p><p>　　1）浮動環(huán)與轉(zhuǎn)軸間存在干摩擦。 </p><p>　　目前現(xiàn)場使用的浮動油擋絕大部分是

18、作為軸瓦外油擋或密封瓦的?油擋，在正常運行中，這些部位多數(shù)情況下只存在極少量的漏油，其漏油量遠(yuǎn)不能滿足浮動環(huán)與轉(zhuǎn)軸間形成正常油膜的需要，因此這些浮動油擋在運行中浮動環(huán)無法浮起，處于干摩擦狀態(tài)。盡管原設(shè)計要求浮動環(huán)具有自潤滑和材料軟的特點，但大量現(xiàn)場振動測試證明，這種干摩擦將使轉(zhuǎn)軸形成明顯的不均勻受熱，引起熱彎曲，由于浮動環(huán)具有耐磨性，碰磨振動可長時間內(nèi)持續(xù)發(fā)生。 </p><p>　　2）由于現(xiàn)場安裝不當(dāng)，浮動環(huán)

19、未獲得良好的密封效果。 </p><p>　　在大量實踐中，往往將徑向間隙設(shè)計的很小，過小的徑向間隙和軸向間隙會引起環(huán)的卡澀；過大的軸向間隙使環(huán)失去導(dǎo)向和定位作用，使環(huán)在軸上發(fā)生歪斜（不能垂直）引起卡澀。 </p><p>　　3）設(shè)計結(jié)構(gòu)不當(dāng)。 </p><p>　　現(xiàn)場使用的有些浮動油擋，只有下半部分裝有限位殼體，上半部分可自由沿軸向擺動，在徑向間隙不大的情況下

20、，浮動環(huán)顯然會發(fā)生軸向歪斜而卡澀，引起轉(zhuǎn)軸局部受熱。 </p><p>　　4）材料質(zhì)量不合格。 </p><p>　　目前絕大多數(shù)浮動油擋，特別是高中壓轉(zhuǎn)子軸瓦上的浮動油擋，只經(jīng)幾個或十幾個小時的運行，停機檢查即可發(fā)現(xiàn)浮動環(huán)已產(chǎn)生明顯變形和裂紋，因此運行中原設(shè)計間隙無法保證，浮動環(huán)的卡澀在所難免。 </p><p>　　5）環(huán)與殼體摩擦阻力。 </p>

21、<p>　　雖然作用在環(huán)上內(nèi)外壓差引起軸向力不大，但由于環(huán)與殼體間無潤滑油，存在摩擦阻力，在動態(tài)下這一阻力限制環(huán)與轉(zhuǎn)軸靈活移動，尤其當(dāng)殼體表面加工不光滑時，移動阻力更明顯，環(huán)與轉(zhuǎn)軸加重碰磨。 </p><p>　　簽于此，在安裝期間，將徑向間隙適當(dāng)放大，保持合理的徑向和軸向間隙，避免引起振動；并且對浮動油擋采用外接潤滑油的方法，消除浮動環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間的干摩擦，減小浮動油擋碰磨對軸系振動的影響。 <

22、;/p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　汽輪機安裝在行業(yè)中技術(shù)含量高，要求具有懂得汽輪機工作原理和相關(guān)實踐經(jīng)驗的技術(shù)工人進(jìn)行施工。在整個安裝過程中，質(zhì)量檢驗必須及時到位，而且要與施工工序相扣，這也是提高機組安裝質(zhì)量的有效措施。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p>&