如何解決汽輪機(jī)安裝中引起的振動(dòng)

王坤生

摘 要：本文首先對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行簡單概述，并對(duì)汽輪機(jī)在主要組成部件進(jìn)行介紹，然后詳細(xì)說明安裝汽輪機(jī)的必要前提以及相關(guān)注意事項(xiàng)，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析汽輪機(jī)安裝中引起振動(dòng)的原因，并提出合理的解決措施，希望通過本文的研究能夠有效減少在汽輪機(jī)安裝中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象的可能，同時(shí)也為后期更好的進(jìn)行汽輪機(jī)的安裝提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；振動(dòng)；火電廠

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.198

1 前言

汽輪機(jī)是整個(gè)火電廠火電機(jī)組運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況直接影響到整個(gè)電廠的效益。由于汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于精度要求比較高，在火電廠安裝汽輪機(jī)組時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障，影響火電機(jī)組的正常發(fā)電。其中汽輪機(jī)安裝中的振動(dòng)的危害最大的故障之一，因此現(xiàn)階段加強(qiáng)對(duì)于汽輪機(jī)安裝中引起的振動(dòng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠更加全面的了解導(dǎo)致汽輪機(jī)安裝引起振動(dòng)的主要原因，制定針對(duì)性的措施，從而有效降低汽輪機(jī)的振動(dòng)，保證汽輪機(jī)的正常使用，從而實(shí)現(xiàn)火電廠良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 關(guān)于汽輪機(jī)概述與其組成部件

汽輪機(jī)，也叫蒸汽透平，是一種應(yīng)用廣泛的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。能夠利用蒸汽推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)性的機(jī)械動(dòng)能。汽輪機(jī)特殊的能量轉(zhuǎn)換功能使得其在工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中得到廣泛的使用，一般主要在電廠的發(fā)電機(jī)組中使用，也可以作為驅(qū)動(dòng)裝置在各種壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)以及螺旋槳設(shè)備中使用，另外可以利用運(yùn)行過程中的抽汽排汽功能進(jìn)行生產(chǎn)或者生活供熱。

汽輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是整體結(jié)構(gòu)比較簡單，按照各個(gè)零部件是否運(yùn)動(dòng)基本可以分為靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩部分。其中靜止部分一般統(tǒng)稱為“靜子”，主要包括汽輪機(jī)的汽缸、軸承、葉柵、汽封以及主要是進(jìn)氣部分等。其他在運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備就是汽輪機(jī)的“轉(zhuǎn)子”，主要有汽輪主軸、葉輪葉片以及聯(lián)軸器部件組成

3 安裝汽輪機(jī)的必要前提

汽輪機(jī)的安裝是否規(guī)范直接關(guān)系到其運(yùn)行的效果以及整個(gè)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。因此在安裝汽輪機(jī)的時(shí)候要以以下幾點(diǎn)為基本前提，切實(shí)保證汽輪機(jī)安裝的質(zhì)量。

首先在建設(shè)前要對(duì)施工圖紙進(jìn)行審核，確保圖紙符合要求，施工中嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行；檢查汽輪機(jī)安裝所在位置的地基是否滿足相關(guān)強(qiáng)度要求，避免在安裝中出現(xiàn)不同類型的沉降，導(dǎo)致汽輪機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)。其次在安裝汽輪機(jī)汽缸時(shí)要注意與冷凝器的連接，盡量減少外界因素的干擾，避免低壓缸在安裝過程中出現(xiàn)變形或者摩擦，引發(fā)不規(guī)則振動(dòng)。要嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)汽缸的內(nèi)外筒，確保中軸線的重合，避免后期運(yùn)動(dòng)過程中或者由于缸體受熱導(dǎo)致汽缸膨脹，轉(zhuǎn)子與汽缸的中軸出現(xiàn)較大偏差，內(nèi)筒與外筒出現(xiàn)碰撞，造成汽輪機(jī)振動(dòng)。

4 汽輪機(jī)安裝中引起振動(dòng)的原因及解決措施

（1）由于汽輪機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且與汽輪機(jī)相連接的設(shè)備也比較多，汽輪機(jī)安裝中引起振動(dòng)的原因是多種多樣的，一般表現(xiàn)在以下方面。

1）汽流激振。汽流激振注有兩個(gè)主要特征，其一是突發(fā)性，其二主要作用在汽輪機(jī)振動(dòng)的增大方向。大量低頻分量的產(chǎn)生會(huì)引起汽流激振。比如說運(yùn)行過程中汽輪機(jī)的葉片遭到不均衡的氣體沖擊，外軸封不固定或者氣體出現(xiàn)流到紊亂沖擊葉片末端等等都會(huì)引起汽流激振，導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)。

2）轉(zhuǎn)子熱變形。當(dāng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子在持續(xù)受熱時(shí)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)變形，轉(zhuǎn)子無法繼續(xù)均衡轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)振動(dòng)。而這種現(xiàn)象主要發(fā)生在汽輪機(jī)組在冷態(tài)下啟動(dòng)后逐漸實(shí)現(xiàn)定速帶負(fù)荷運(yùn)行的一段時(shí)間內(nèi)。導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形的原因主要有轉(zhuǎn)子溫度的變化、蒸汽參數(shù)的變化以及以一倍頻振幅的變化。

3）滑銷系統(tǒng)故障。由于汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致內(nèi)部各種部件出現(xiàn)膨脹，而為了保證在膨脹狀態(tài)下的零部件也能夠正常工作，一般會(huì)設(shè)置相應(yīng)的滑銷系統(tǒng)。如果在運(yùn)行過程中滑銷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，受熱膨脹的機(jī)組就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一些機(jī)械傳遞就會(huì)出現(xiàn)卡澀，進(jìn)而引起機(jī)組的振動(dòng)。

4）活動(dòng)部件進(jìn)入汽輪機(jī)。在對(duì)汽輪機(jī)等機(jī)組設(shè)備進(jìn)行檢修是會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)部件進(jìn)入汽輪機(jī)的現(xiàn)象，當(dāng)維修完成重啟汽輪機(jī)組后就會(huì)導(dǎo)致這些活動(dòng)部件在汽流的帶動(dòng)下撞擊汽輪機(jī)的葉片等部件，進(jìn)而引起汽輪機(jī)振動(dòng)等故障。

5）設(shè)計(jì)制造安裝不合格。汽輪機(jī)是一種重型精密類機(jī)械，如果在設(shè)計(jì)加工過程中某些精度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求或者在裝配過程中工藝質(zhì)量不高就會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子處于不平衡的運(yùn)行狀態(tài)，長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)加劇這種情況，最終導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)。

另外不同部件之間的摩擦、潤滑不到位等也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)不規(guī)則振動(dòng)。

（2）要想有效解決汽輪機(jī)安裝中引起的振動(dòng)必須從以下幾點(diǎn)著手：

首先要確保軸承座的安裝質(zhì)量，軸承座是整個(gè)汽輪機(jī)安裝的基礎(chǔ)，在安裝軸承座時(shí)必須確保軸頸承力中心與幾何中心的重合，同時(shí)要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)子兩端的支撐標(biāo)高，確保符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。其次是對(duì)汽缸內(nèi)部件進(jìn)行中心找正，根據(jù)圖紙規(guī)定嚴(yán)格保證汽輪機(jī)缸體中心、轉(zhuǎn)子中心以及隔板中心的重疊統(tǒng)一，否則就會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)失去動(dòng)平衡，導(dǎo)致振動(dòng)。要做好軸承以及滑銷系統(tǒng)的安裝，尤其要注意的是在軸承安裝時(shí)要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的緊力，滑銷系統(tǒng)的銷與銷槽要保持光滑接觸和合適的間隙。

5 結(jié)語

汽輪機(jī)的正常運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行，而決定汽輪機(jī)能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵就是汽輪機(jī)的初始安裝效果。目前汽輪機(jī)在安裝過程中會(huì)由于各種原因?qū)е缕啓C(jī)振動(dòng)，無法正常作業(yè)。通過本文的分析掌握了導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)的各種主要原因，而且制定了有效的控制預(yù)防控制措施，能夠有效降低在安裝過程中引起汽輪機(jī)振動(dòng)的可能，從而實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的良好性能，實(shí)現(xiàn)電廠的良好效益，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展。

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