淺議汽輪機振動的原因及危害

　　摘  要：在火力發電廠中，汽輪機運行的好壞反映著電廠制造、安裝、及運行的整體水平。振動作為影響汽輪機組安全運行的重要因素，受到人們的廣泛關注。本文簡單介紹了汽輪機振動的危害和產生原因。

　　關鍵詞：汽輪機振動、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：TK268.+1       文獻標識碼： A   文章編號：

　　0 引言

　　汽輪發電機組是電廠系統中的重要設備，其運行的安全性和可靠性對整個火電廠的安全運行起著重要作用。汽輪發電機組在正常運行中總是不可避免存在著振動,一般振動在規定范圍內不會對設備產生破壞，但如果超過一定的臨界值之后,會給設備造成極大的危害[1]。以下將具體介紹汽輪機組振動的危害及各種振動產生的原因。

　　1 汽輪機振動的危害

　　汽輪機運行中振動的大小，是機組安全與經濟運行的重要指標，也是判斷機組檢修質量的重要指標。汽輪機運行中振動過大，會影響到電廠的安全正常運行，可能造成以下危害[2~3]：

　　1.1 使各連接部件松動

　　機組發生過大振動，使機組相連接的軸承、軸承座、主油泵、蝸輪、蝸桿、活動式聯軸器、凝汽器及發電機冷卻器的管道等發生共振，引起法蘭連接螺栓振動，地腳螺栓斷裂，從而造成重大事故。

　　1.2 直接或間接造成設備事故

　　當汽輪機發生過大振動時，危急保安器或機組的其它保護儀表的正常工作將直接受到影響，嚴重時引起這些部件的誤動作，直接造成事故停機。若發電機定子鐵芯和端部線圈振動過大，會使鐵芯疊片間絕緣破壞和線圈繞組間絕緣損壞，造成鐵芯過熱損壞，使繞組之間或繞組對地短路。

　　1.3、機組經濟性降低

　　汽輪機汽封間隙的大小，對汽輪機熱經濟性有很大影響。而汽封間隙能否保持較小數值很大程度上取決于機組的振動狀況。過大振動會使汽封間隙增大，使機組熱經濟性降低。

　　1.4 使機組動靜部分及支撐部件產生損壞

　　發生強烈振動時，機組動靜部分發生摩擦，會使端部軸封及隔板汽封產生磨損。當機組振動過大時，會使葉片、圍帶、葉輪等各轉動部件應力增加，導致疲勞損壞。同時也會造成推力瓦、密封瓦、軸瓦等部件疲勞，出現烏金表面剝落、脫胎或碎裂。

　　2 汽輪機振動的原因分析

　　汽輪機組在啟停和運行中會產生不正常的振動，原因有很多種。一般說來，有以下幾個方面的原因[4]：

　　2.1 由于轉子質量不平衡而引起振動

　　a)  運行中葉片折斷、脫落或不均勻磨損、腐蝕、結垢，使轉子發生質量不平衡；

　　b)  轉子找平衡時，平衡質量選擇不當或安放位置不當、轉子上某些零件松動、發電機轉子松動或不平衡等，均會使轉子發生質量不平衡。

　　2.2 由于轉子發生彈性彎曲而引起振動

　　轉子發生彎曲，即使不引起汽輪機動靜部分之間的摩擦，也會引起振動。其振動特性和由于轉子質量不平衡引起振動的情況相似，不同之處是這種振動較顯著地表現為軸向振動，尤其當通過臨界轉速時，其軸向振幅增大得更為顯著。

　　2.3 由于機組運行中心不正引起振動

　　a) 汽輪機啟動時，暖機時間不夠，升速或加負荷太快，將引起汽缸受熱膨脹不均勻，或者花銷系統有卡澀，使汽缸不能自由膨脹，均會造成機組產生不正常位移，產生振動。

　　b) 機組在進汽溫度超過設計規范的條件下運行，將使其膨脹差和汽缸變形增加，如高壓軸封上抬等。造成機組中心超過允許限度，引起振動。

　　c) 機組在運行中，真空下降，將使排汽溫度升高，后軸承上抬，破壞機組中心產生振動。

　　d) 靠背輪安裝不正確，中心未找準，運行時產生振動且振動隨負荷的增加而增加。

　　2.4 由于汽輪機內部發生摩擦而引起振動

　　工作葉片和導向葉片相摩擦，以及通流部分輻向間隙不夠或安裝不當；隔板彎曲，葉片變形，推力軸承工作不正常或安置不當，軸頸與軸承烏金側向間隙太小等等，均會引起摩擦，造成振動。

　　2.5 由于水沖擊而引起振動

　　當水或低溫飽和蒸汽進入汽輪機時，就可能造成水沖擊，使轉子軸向推力增大，產生很大的不平衡扭力，進而使轉子產生劇烈的振動，甚至燒毀推力瓦。

　　3 結語：

　　汽輪機組的異常振動不僅危害機組，甚至會影響整個發電系統。因此要在了解其危害的基礎上進一步分析其產生的原因，這樣才能根據具體的原因采取相應的保護措施，維護機組的穩定，進而保護整個發電系統。

　　參考文獻：

　　[1] 趙 強.電廠汽輪機振動大的原因分析及處理[J].科技創新導報,2011,(19):66

　　[2] 谷俊杰,丁常富.汽輪機控制、監視和保護[M].北京:中國電力出版社,2002:162

　　[3] 江玉林.汽輪機設備運行及事故處理[M].北京:化學工業出版社,2005:282

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