摘要：汽轮发电机是电力系统的重要设备之一，其安全可靠运行对整个电力系统的稳定有着重要的意义。发电机振动状态是评价机组能否持续可靠运行的重要指标。但是，对于发电厂而言，大型的汽轮发电机组由于应用实践过程较短，经验不足，实践不够，经常会出现一些汽轮发电机组的振动故障，如果这些故障不能及时排除，就会对发电厂的整体运行效率带来极大的阻碍。基于此，本文主要对汽轮发电机振动突变的故障进行分析探讨。
关键词：汽轮发电机；振动突变；故障分析
1、前言
发电机振动超过允许值会引起动、静部分摩擦，加速部件的磨损、产生偏磨、电刷冒火；使机组轴系不能正常工作；严重时将会导致机组密封系统遭到破坏；定子铁心松弛片间绝缘损坏，导致短路故障等。因此，对汽轮发电机振动现象进行分析，有利于汽轮发电机的可靠运行。
2、热力发电厂汽轮发电机组振动突变故障分析
2.1热力发电厂汽轮发电机组振动故障类型及产生的原因
热力发电厂汽轮发电机组振动故障包含很多种类型，常见的有转子不平衡、转子弯曲、转子不对中等。
2.1.1转子不平衡
转子不平衡导致的振动故障，主要是源于转子系统的质量偏心以及转子部件的缺损。一般而言，转子系统的质量偏心的产生与转子本身的制造质量有很大关系，如果制造过程中出现制造误差、装配误差、材质误差都会引起转子系统的质量偏心；转子部件的缺损则主要由腐蚀、磨损、介质、疲劳力引起的，这些原因导致转子的零部件某些部位出现磨损甚至脱落的现象，就会导致不平衡的产生。
2.1.2转子弯曲
转子弯曲也会引起汽轮发电机组振动故障。转子弯曲主要包括两种，一种是转子弓形弯曲，一种是临时弯曲。弓形弯曲主要是指转子轴呈现出弓形的态势，弓形产生的原因有很多，诸如转轴不合理的结构，大的制造误差，长期的自然运营等都会引起弓形弯曲。转子的临时弯曲则是跟转轴负荷大有关系，此外，开机暖机不足，升速快，转轴变形不均匀等原因都会引起转子临时弯曲。
2.1.3转子不对中
转子不对中也是常见的振动故障，所谓转子不对中，就是由于安装产生的误差、承载后的变形、机器基础沉降不均衡等原因造成转子轴线之间的位移现象，包括平行位移、综合位移、角度位移等。转子不对中不是不起眼的小问题，如果不能解决，就会导致联轴器的偏转，甚至轴承的过早损坏，这对于热力发电厂的长远发展是极为不利的。
2.2热力发电厂汽轮发电机组发生振动故障的表现特征
2.2.1器械间的振动传递
汽轮发电机组发生振动故障，很明显的特征就是器械间的振动，以油膜振荡为例，发生振动故障后，轴承就会表现出明显的失衡，进而影响到相邻轴承的稳定性，特别是垂直振动。
2.2.2发电机组的振动噪音
汽轮发电机组发生故障的时候，还会产生明显的噪音，故障产生之初检查轴承的话就会发现轴承振动且发出连续的噪音。这主要是轴承共振引起的，轴承的共振会最大限度地激发润滑油能量，进而引起轴承颈部位移过大，就会导致轴承振感强烈，轴承噪音不断加大。
2.2.3改变轴心轨迹
一般而言，如果汽轮发电机组出现故障，会导致轴心发生变化，改变轴心原来的运行轨迹，进而影响了原来机组的运行模式和运行轨道，使发电机组出现问题。
3、热力发电厂汽轮发电机组振动故障的处理策略
热力发电厂汽轮发电机组出现故障，要及时排查解决，否则就会给热力发电厂带来不可弥补的损失。热力发电厂汽轮发电机组振动故障的处理需要针对性地找出应对策略，以便彻底地改变发电机组的故障状态，使之能够正常运行。振动故障的具体处理策略如下：
3.1尽量减少外界扰动
发电机组发生振动故障后，无论是由于转子发生弯曲还是转子轴不对中的原因引起的，在处理的时候都需要尽量减少外界的扰动，以便能够最快最好地对轴承进行校正修复，对质量不平衡的转子进行相应的平衡处理，并检查转子连接是否正确。减少外界扰动是处理振动故障的重要方法之一。
3.2最大限度地减少轴承顶部间隙
轴承的稳定性一定程度上决定了发电机组是否发生振动故障，轴颈偏心率大，轴承稳定性好，并且二者成正比。相应地，偏心率与轴承间隙就成反比，也就是说轴承间隙越小偏心率越大，轴承稳定性越好，因此，保证轴承顶部间隙的最小化是处理振动故障的重要举措。
3.3适当调整轴承标高
适当调整轴承标高也是处理振动故障的重要方法。因为轴承标高的不合理会直接导致轴承比压的下降，这就会大大降低轴承稳定性。通常，轴承标高是可以通过加垫失去平衡力的轴承下部来解决的，与此同时，还需要抽垫相邻轴承。这种方式可以很大程度上解决振动故障问题。
3.4调试润滑油的温度
润滑油的温度也会影响发电机组的正常运行，提高润滑油的温度，就会降低润滑油的粘度，相应减少阻碍，促进轴承偏心率的提高，进而提高轴承的稳定性，减少振动故障的发生。
4、汽轮发电机振动突变的故障实例分析
某电厂3号机组是哈尔滨汽轮机厂生产的600MW机组．汽轮机型号为CLN600—24．2／566／566型超临界、一次中间再热、单轴、反动式、凝汽式汽轮机。并配备哈尔滨电机厂制造的发电机。该机组轴系由高中压转子、低压Ⅰ转子、低压Ⅱ转子以及发电机转子和励磁机转子构成．轴系由9个轴承支撑。如图1所示。
4.1振动分析与处理
从表1中可以看出．机组带负荷运行过程中．3X轴振和5X轴振大．4瓦垂直振动和6瓦垂直振动大．针对3X和5X轴振大．分析图2中波德图和图3中各瓦的频谱图可知．各瓦振动均以工频为主．而且定速下振动幅值和相位稳定．说明2个低压转子振动故障属于典型的质量不平衡．可以用高速动平衡方法解决。
4.2处理后机组振动情况
经过动平衡处理以及增加轴承紧力后．机组顺利冲转到额定转速。并带满负荷运行．机组在满负荷时各测点的振动情况如表2所示。从表2中可以看到．在进行动平衡试验后．3X和5X振动明显降低．在增加4瓦和6瓦紧力后．两瓦的瓦振也明显降低。4瓦、5瓦、6瓦还存在一定的二倍频分量．可以在下次大修中．严格控制低一低、低一发对轮找中心工艺。
5、结语
总之，发电机组振动故障在热力发电厂的运行中是极为常见的，一定要及时发现及时解决，否则会对发电厂的长远利益带来极大影响，因此，对振动故障进行分析并探索其处理方案极为重要。只有及时解决振动故障，才能保证热力发电厂更快更稳定的发展。
参考文献：
[1]李录平，卢绪祥．汽轮发电机组振动与处理[J]．北京：中国电力出版社．2007．
[2]李小军，童小忠，陆颂元。等．600MW超临界机组轴系振动分析诊断及处理[J]．汽轮机技术，2009，51（1）：70—72．
论文作者:徐亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/18
标签：转子论文; 机组论文; 轴承论文; 故障论文; 汽轮论文; 发电厂论文; 弯曲论文; 《电力设备》2017年第8期论文;