關(guān)于汽輪機(jī)安裝中幾種振動(dòng)的原因及防治措施研究

1、<p>　　關(guān)于汽輪機(jī)安裝中幾種振動(dòng)的原因及防治措施研究</p><p>　　摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，重視汽輪機(jī)安裝中幾種振動(dòng)的原因及防治措施研究對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活具有重要的意義。本文主要介紹汽輪機(jī)安裝中幾種振動(dòng)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(jī)；安裝；振動(dòng)；防治措施；原因； </p><p>　　中圖分類號(hào)：TK26

2、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)，也可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機(jī)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(jī)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(jī)震動(dòng)超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)于汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)造成很大的影響，減少機(jī)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(jī)是能將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的外燃回轉(zhuǎn)式機(jī)械，來自鍋爐的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，依次經(jīng)過一系列環(huán)形配置的噴嘴和動(dòng)葉，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。蒸汽在汽輪機(jī)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(jī)。 </p><p>　　二、汽輪機(jī)安裝中引起振動(dòng)的原因分析與預(yù)防措施 </p><p>　　汽輪機(jī)在安裝過程中很多因素都有可能導(dǎo)致其震動(dòng)超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，其中有一部分原因是由于汽輪機(jī)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(jī)器運(yùn)輸?shù)耐局袥]有采取相應(yīng)的保護(hù)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(jī)震動(dòng)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(jī)的安裝是一個(gè)十分復(fù)雜的工程，分為多個(gè)安裝步驟，任何一個(gè)安裝步驟出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致汽輪機(jī)震動(dòng)，具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： </p><p>　　2.1 基礎(chǔ)的合格是安裝汽輪機(jī)的首要前提 </p><p>　　基礎(chǔ)對(duì)于汽輪機(jī)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(jì)圖紙來進(jìn)行基礎(chǔ)的施工工作。要確?；A(chǔ)

6、能夠達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度要求，防止出現(xiàn)不規(guī)則沉降，防止機(jī)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(huì)使臺(tái)板地下出現(xiàn)空缺，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生震動(dòng)，這種原因?qū)е碌恼饎?dòng)往往隨著汽輪機(jī)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?qǐng)D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(cè)量，采用平均值。為了確保運(yùn)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(dòng)，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(cè)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(jì)圖紙的要求，嚴(yán)格控制機(jī)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(jī)組的震動(dòng)。 </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(jī)汽缸安裝作業(yè)的時(shí)候，由于汽輪機(jī)的低壓缸通常都具有相對(duì)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(dòng)。針對(duì)這種情況，應(yīng)該在使用百分表對(duì)低壓缸的支撐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)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(jī)組震動(dòng)。 </p><p>　　2.4 汽缸及缸內(nèi)部件

9、中心找正 </p><p>　　為了確保機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙來對(duì)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(shí)候不均勻，導(dǎo)致震動(dòng)。安裝過程當(dāng)中機(jī)組處于冷卻的狀態(tài)，而機(jī)組一旦運(yùn)行，隨著溫度的升高，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生膨脹，從而使汽缸的中心出現(xiàn)變動(dòng)。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(jī)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。可傾瓦自由擺動(dòng)，增加支撐柔性，吸收轉(zhuǎn)軸振動(dòng)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(dòng)。此外，軸承的連接緊力

11、對(duì)軸承剛度也會(huì)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(dòng)，因此必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，往往出現(xiàn)因連接螺栓緊力不足而引起振動(dòng)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(dòng)時(shí)由于不平衡而引起的離心力，墊塊確定轉(zhuǎn)子位置，施工時(shí)要保證墊塊均勻承重，每塊墊塊的接觸痕跡應(yīng)占?jí)|塊總面積的70％以上，且接觸點(diǎn)均勻分布以避免因接觸面不符合要求而引起較大振動(dòng)

12、。 </p><p>　　推力軸承是轉(zhuǎn)子相對(duì)于氣缸的膨脹死點(diǎn)，安裝時(shí)要保證轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量與圖紙技術(shù)要求相符，如果竄動(dòng)量過小，則不能保證推力瓦塊形成正常的油膜厚度，運(yùn)行中油溫必然升高或出現(xiàn)摩擦；相反，竄動(dòng)量過大，汽輪機(jī)負(fù)荷突然改變時(shí)，則會(huì)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(jī)在正常條件下運(yùn)行時(shí)，缸體受到高

13、溫高壓的作用，熱膨脹較大，同時(shí)，由于高中、低壓缸分段布置，溫差也較大。為保證汽機(jī)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(jī)缸體上設(shè)計(jì)了很多滑銷，以引導(dǎo)整個(gè)機(jī)組按預(yù)定方向自由膨脹或收縮，保證汽輪機(jī)動(dòng)、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(jì)范圍內(nèi)，滑動(dòng)面的光滑平整。 </p><p>　　2.7 活動(dòng)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(dòng)部件留存在汽缸內(nèi)部，如果有活動(dòng)部件進(jìn)入汽輪機(jī)，運(yùn)行時(shí)活動(dòng)部件可在氣流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機(jī)葉片，引起機(jī)組振動(dòng)。如果活動(dòng)部件留存在發(fā)電機(jī)內(nèi)，則可能引起發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路，造成嚴(yán)重事故。 </p><p>　　當(dāng)汽輪機(jī)葉片斷裂時(shí)，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯不對(duì)稱，機(jī)組的振動(dòng)會(huì)發(fā)生明顯的變化，既包括振幅大小的變化也包括振動(dòng)相位的變化。在現(xiàn)場(chǎng)檢修轉(zhuǎn)子時(shí)

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

16、轉(zhuǎn)子恢復(fù)到冷態(tài)時(shí)也將隨之消失。另一方面，如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部本身存在短路情況，當(dāng)電流通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)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(huì)形成動(dòng)態(tài)的質(zhì)量不平衡。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間的氣息不均勻，會(huì)使發(fā)電機(jī)電磁性能不良引起機(jī)組振動(dòng)。這種振動(dòng)特征表現(xiàn)為通勵(lì)磁電流以后才出現(xiàn)振動(dòng)，隨著勵(lì)磁電流的增大，振動(dòng)明顯增大。因此在安裝過程中要定期對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子進(jìn)行絕緣測(cè)試；并且根據(jù)轉(zhuǎn)子調(diào)整

17、發(fā)電機(jī)空氣間隙，使得氣息均勻，增強(qiáng)了機(jī)組的安全運(yùn)行性能。 </p><p>　　2.9浮動(dòng)式油擋安裝 </p><p>　　從大量現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試可知，浮動(dòng)油擋碰磨振動(dòng)可在任何形式軸系、不同軸向位置上產(chǎn)生顯著振動(dòng)。造成這種現(xiàn)象的原因如下： </p><p>　　1）浮動(dòng)環(huán)與轉(zhuǎn)軸間存在干摩擦。 </p><p>　　目前現(xiàn)場(chǎng)使用的浮動(dòng)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(yùn)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(dòng)環(huán)與轉(zhuǎn)軸間形成正常油膜的需要，因此這些浮動(dòng)油擋在運(yùn)行中浮動(dòng)環(huán)無法浮起，處于干摩擦狀態(tài)。盡管原設(shè)計(jì)要求浮動(dòng)環(huán)具有自潤滑和材料軟的特點(diǎn)，但大量現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)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(dòng)環(huán)具有耐磨性，碰磨振動(dòng)可長時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)生。 </p><p>　　2）由于現(xiàn)場(chǎng)安裝不當(dāng)，浮動(dòng)環(huán)

19、未獲得良好的密封效果。 </p><p>　　在大量實(shí)踐中，往往將徑向間隙設(shè)計(jì)的很小，過小的徑向間隙和軸向間隙會(huì)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(jì)結(jié)構(gòu)不當(dāng)。 </p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)使用的有些浮動(dòng)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(dòng)，在徑向間隙不大的情況下

20、，浮動(dòng)環(huán)顯然會(huì)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(dòng)油擋，特別是高中壓轉(zhuǎn)子軸瓦上的浮動(dòng)油擋，只經(jīng)幾個(gè)或十幾個(gè)小時(shí)的運(yùn)行，停機(jī)檢查即可發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)環(huán)已產(chǎn)生明顯變形和裂紋，因此運(yùn)行中原設(shè)計(jì)間隙無法保證，浮動(dòng)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(dòng)態(tài)下這一阻力限制環(huán)與轉(zhuǎn)軸靈活移動(dòng)，尤其當(dāng)殼體表面加工不光滑時(shí)，移動(dòng)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(dòng)；并且對(duì)浮動(dòng)油擋采用外接潤滑油的方法，消除浮動(dòng)環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間的干摩擦，減小浮動(dòng)油擋碰磨對(duì)軸系振動(dòng)的影響。 <

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