淺析汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)因素

于春海

摘 要：為了滿足汽輪發(fā)電機(jī)組的工作需要，進(jìn)行振動(dòng)因素的分析是重要的。在實(shí)際工作過(guò)程中，一定的機(jī)組振動(dòng)范圍是允許的，因?yàn)樵谙薅戎畠?nèi)，其對(duì)于設(shè)備的危害性比較小。通過(guò)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組性質(zhì)的分析，可以得知其振動(dòng)涉及的問(wèn)題是比較廣泛的，因?yàn)閷?dǎo)致振動(dòng)的原因是相當(dāng)多的，因此，需要抓住矛盾的特殊性進(jìn)行分析，針對(duì)其振動(dòng)過(guò)程中的相關(guān)特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而解決問(wèn)題。在一般情況下，如果汽輪機(jī)出現(xiàn)功率過(guò)大的情況，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)情況不能從軸承座上進(jìn)行反映。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)組；振動(dòng)；內(nèi)在原因；轉(zhuǎn)子；軸承座；設(shè)備

1 關(guān)于汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)因素的分析

1.1 所謂的振動(dòng)也是一種有規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在高速旋轉(zhuǎn)情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組會(huì)存在著不同程度及其方向的振動(dòng)。在一定范圍內(nèi)，進(jìn)行設(shè)備的振動(dòng)性的控制是必要的，從而對(duì)設(shè)備允許不大，如果是過(guò)度的振動(dòng)，必然會(huì)影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需要引起重視。

在工作場(chǎng)景中，汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)情況主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)子的過(guò)度振動(dòng)情況，這種情況進(jìn)一步的延續(xù)，會(huì)導(dǎo)致地腳螺絲機(jī)組的部件的松動(dòng)情況，導(dǎo)致其機(jī)器的基座出現(xiàn)松動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生一系列的裂縫。并且如果這種情況不能得到有效的抑制，也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)葉片的過(guò)高應(yīng)力，從而導(dǎo)致其過(guò)度金屬疲勞，而出現(xiàn)折斷的情況。更有甚者，會(huì)導(dǎo)致保安器出現(xiàn)誤動(dòng)作的情況，其軸封裝置出現(xiàn)磨損情況，如果這種狀況不斷延續(xù)，就會(huì)出現(xiàn)主軸的彎曲，導(dǎo)致其滑銷(xiāo)的磨損情況，如果進(jìn)一步的出現(xiàn)磨損，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的過(guò)度熱膨脹，可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故，這就可以看到汽輪發(fā)電機(jī)組過(guò)度振動(dòng)的危害情況。

1.2 影響機(jī)組安全運(yùn)行的振動(dòng)是普遍存在的，機(jī)組一旦發(fā)生振動(dòng)的情況，就應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行振動(dòng)因素的分析，并且解決這一系列的問(wèn)題。不能在這種強(qiáng)烈振動(dòng)情況下，讓機(jī)組運(yùn)行。但是，在實(shí)際工作中，影響汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)情況的因素是非常多的，需要工作人員具備一雙火眼金睛，針對(duì)問(wèn)題，找到問(wèn)題，解決問(wèn)題。

2 關(guān)于勵(lì)磁電流試驗(yàn)及其相關(guān)試驗(yàn)的分析

2.1 在汽輪機(jī)組振動(dòng)因素分析過(guò)程中，進(jìn)行勵(lì)磁電流試驗(yàn)是必要的，從而更好的進(jìn)行振動(dòng)電氣因素的判斷。由于勵(lì)磁后機(jī)組的振動(dòng)情況，可以進(jìn)行勵(lì)磁電流振動(dòng)的斷開(kāi)試驗(yàn)，如果斷開(kāi)了，就說(shuō)明是電氣因素導(dǎo)致的機(jī)器設(shè)備振動(dòng)，這也可以繼續(xù)進(jìn)行勵(lì)磁電流試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電流試驗(yàn)的分析，可以得到一系列的結(jié)論。比如勵(lì)磁電流的不斷增加，振動(dòng)數(shù)值會(huì)出現(xiàn)一系列的加大情況。這可能是優(yōu)于磁場(chǎng)不平衡因素導(dǎo)致的，原因可能是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈的短路，使其靜子間空氣間隙及其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的不均勻性。

隨著磁場(chǎng)電流的不斷增加，磁場(chǎng)電流增加時(shí)，振動(dòng)可能不會(huì)出現(xiàn)立即增大情況，可能出現(xiàn)磁場(chǎng)電流的一定時(shí)間內(nèi)的階梯狀增大，在這勵(lì)磁電流增大時(shí)非常明顯。這就需要考慮振動(dòng)及其轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不均衡情況。這個(gè)試驗(yàn)的目標(biāo)主要是進(jìn)行轉(zhuǎn)子質(zhì)量及其振動(dòng)的兩者關(guān)系，進(jìn)行轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速分析，從而解決實(shí)際工作中的問(wèn)題。

該試驗(yàn)的運(yùn)作需要在及其啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行運(yùn)作，轉(zhuǎn)速每升高一定階段，可以進(jìn)行以此振動(dòng)值的計(jì)算，進(jìn)行試驗(yàn)的最高轉(zhuǎn)速的記錄，進(jìn)行振動(dòng)變化的分析。通過(guò)對(duì)該試驗(yàn)的應(yīng)用，可以判斷轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速及其臨界轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，可以得出這樣的結(jié)論，其工作轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)速度如果太近，就會(huì)出現(xiàn)機(jī)組運(yùn)作過(guò)程中的較大振動(dòng)情況。

2.2 這個(gè)試驗(yàn)最主要的目標(biāo)還是在于機(jī)組中心、轉(zhuǎn)子質(zhì)量、膨脹效應(yīng)等與振動(dòng)的關(guān)系判斷，進(jìn)一步的推斷一些力矩傳遞設(shè)備是否存在缺陷情況。通過(guò)對(duì)升負(fù)荷情況的應(yīng)用，可以得到振動(dòng)因素與機(jī)組膨脹狀況、工作狀況等的聯(lián)系。在試驗(yàn)過(guò)程中，可以看到負(fù)荷的不斷增加，振動(dòng)情況就比較明顯，這說(shuō)明振動(dòng)的因素在于轉(zhuǎn)體質(zhì)量的不平衡性?？梢葬槍?duì)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)進(jìn)行分析。由于負(fù)荷的不斷增加，振動(dòng)幅度也可能不斷增加，這與熱膨脹效應(yīng)存在一定的聯(lián)系，如果與熱膨脹沒(méi)有關(guān)系，這說(shuō)明振動(dòng)情況與旋轉(zhuǎn)力矩存在聯(lián)系，很有可能是靠背輪的自身缺陷因素，出現(xiàn)了不均勻性的磨損情況。

2.3 上述振動(dòng)情況的出現(xiàn)，主要是機(jī)組并列或者解除并列時(shí)的突變情況，在負(fù)荷因素改變過(guò)后，其振動(dòng)會(huì)隨著時(shí)間的變化而加大，這就是在每一負(fù)荷穩(wěn)定狀況下，所得的振動(dòng)值與第一次所測(cè)的振動(dòng)值存在明顯變化，這說(shuō)明振動(dòng)和汽輪機(jī)的熱狀態(tài)有關(guān)，可以判斷滑銷(xiāo)系統(tǒng)的不良狀況，或者出現(xiàn)不均勻性下降的情況，也可能是主蒸汽管道的不合理布置。在熱膨脹中給與了氣缸的不良作用力，導(dǎo)致其出現(xiàn)熱變形的情況，從而使機(jī)組中心線變化。

通過(guò)對(duì)軸承潤(rùn)滑油膜試驗(yàn)的實(shí)踐，可以更好的進(jìn)行振動(dòng)油膜狀況的判斷。如果由于外界因素，油膜被破壞，就會(huì)出現(xiàn)機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)情況。通過(guò)對(duì)軸承潤(rùn)滑油壓及其油量的分析，更有利于進(jìn)行油溫的分析。一般情況下，油溫的正常變動(dòng)與一般油溫的差別不大。通過(guò)對(duì)油溫的試驗(yàn)可能發(fā)現(xiàn)其油溫與振動(dòng)變化的聯(lián)系。如果軸瓦間隙過(guò)大其振動(dòng)就會(huì)比較大，從而導(dǎo)致油膜的不穩(wěn)定情況。

2.4 隨著油溫的不斷變化，振動(dòng)可能會(huì)出現(xiàn)減少的情況，這可能是軸瓦間隙的過(guò)小導(dǎo)致振動(dòng)的過(guò)大幅度，由于潤(rùn)滑油溫的變化，導(dǎo)致其油的粘度的變化，這與油膜的穩(wěn)定性是存在聯(lián)系的。需要通過(guò)對(duì)振動(dòng)現(xiàn)象的分析進(jìn)行問(wèn)題的解決。如果油膜出現(xiàn)不穩(wěn)定，振動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的振動(dòng)。如果是振動(dòng)的波形出現(xiàn)過(guò)度的紊亂情況，可以說(shuō)明轉(zhuǎn)速與振動(dòng)頻率的關(guān)系。在振動(dòng)過(guò)程中如果機(jī)組聲音出現(xiàn)異常，就可能是軸承的緊力情況而振動(dòng)，導(dǎo)致其振動(dòng)值的不穩(wěn)定性。

如果其軸承緊力出現(xiàn)過(guò)小的情況，振動(dòng)是容易發(fā)生的，并且在這種情況下，如果聽(tīng)到振動(dòng)部位出現(xiàn)咚咚的聲音，可以判斷其軸承緊力的較小情況。通過(guò)對(duì)真空試驗(yàn)，也可以進(jìn)行機(jī)器設(shè)備振動(dòng)情況的分析，從而進(jìn)一步判斷真空變化后的機(jī)組中心垂直方向的變化，在真空情況下，如果大氣壓力發(fā)生變化，排氣缸的作用力就會(huì)產(chǎn)生變化，這就導(dǎo)致排氣缸的后軸承座的位移。如果真空情況出現(xiàn)變化，排氣溫度變化，也會(huì)導(dǎo)致后軸承座的位移。真空變化時(shí)大氣壓力對(duì)排汽缸的作用力就要變化，使與排汽缸連成一體的后軸承座發(fā)生上下位移；真空變化時(shí)，排汽溫度變化，使排汽缸熱膨脹值變化，也會(huì)引起后軸承座上下位移，這些都能影響機(jī)組中心在垂直方向的變化，若處理不當(dāng)時(shí)就可能引起振動(dòng)。

2.5 通過(guò)對(duì)機(jī)組外部特性試驗(yàn)的開(kāi)展，可以判斷振動(dòng)值較大情況下的機(jī)組振動(dòng)，對(duì)振動(dòng)分布情況的分析，進(jìn)行其不正常部位的判斷，比如如果緊固螺釘出現(xiàn)松動(dòng)，軸承座及其基座臺(tái)板的不合理接觸，基座及其軸承座框架的松動(dòng)情況，機(jī)組的局部松動(dòng)等，都會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的震動(dòng)不良情況。汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)異常是運(yùn)行中最常見(jiàn)的故障之一，其產(chǎn)生的原因是多方面的，也是十分、復(fù)雜的，它與制造、安裝、檢修和運(yùn)行水平有直接關(guān)系。超過(guò)允許范圍的振動(dòng)往往是設(shè)備損壞的信號(hào)。振動(dòng)過(guò)大將使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件如葉片、葉輪等的應(yīng)力超過(guò)允許值而損壞。

在試驗(yàn)過(guò)程中，必須了解汽輪機(jī)功率的變化，會(huì)影響轉(zhuǎn)子的振動(dòng)情況，反過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)汽輪機(jī)的功率增大情況，這種振動(dòng)并不能在軸承座上進(jìn)行體現(xiàn)，需要進(jìn)行相關(guān)的振動(dòng)數(shù)值判斷。除應(yīng)加強(qiáng)對(duì)有關(guān)參數(shù)的監(jiān)視、仔細(xì)傾聽(tīng)汽輪機(jī)內(nèi)部聲音外，還應(yīng)視具體情況立即減負(fù)荷乃至停機(jī)檢查。必要時(shí)通過(guò)各種試驗(yàn)來(lái)分析機(jī)組振動(dòng)異常的原因，采取相應(yīng)的處理方法及消除措施。

3 結(jié)束語(yǔ)

在工程運(yùn)作過(guò)程中，影響汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的因素是非常多的，需要我們辯證的去分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，以滿足實(shí)際工作的需要。