摘要：本文对汽轮机安装过程中引起机组振动的一些通性问题进行分析研究，指出安装中的难点，提出相应的预防措施，提高机组的安装质量，具有实际的指导意义。
关键词：发电厂汽轮机安装振动分析预防措施
一、汽轮机安装中引起振动的原因分析与预防措施
引起汽轮机振动的原因是多方面的，有生产厂家制造过程中的原因，如转子动平衡不合格引起的机组振动。有包装运输过程中的原因，如转子支架精度达不到要求，导致转子在存放、运输途中受自重而弯曲变形。也有安装过程中的原因，如基础不合格、轴系不同心、缸体受外力、滑销系统受阻等等。下面就能引起机组振动的几个关键工序分别进行分析，提出可靠合理的预防措施。
1基础的合格是安装汽轮机的首要前提
汽轮机基础质量控制贯穿于土建施工的全过程，特别是在夯实、垫层施工、钢筋的绑扎、混凝土浇筑和养护阶段，必须严格按照施工图纸和规范要求施工，保证基础有足够的强度，各测点沉降量基本基本一致，且到机组安装试运后，沉降量趋于零。如果在安装过程中，出现基础下沉或变形，则会导致基础台板与基础贴合不密实，在机组空负荷时即出现振动，且运行工况改变，振动频率和振幅也随之变化。
2轴承的安装质量及轴承中心标高的控制是汽轮机安装的重要环节
在汽轮机基础放线、垫铁基础研磨、垫铁布置、台板及汽缸下半就位后，就可以进行轴承的安装工作了。在安装过程中必须严格按照图纸的技术要求及相关规范严把质量关，必要时要进行多人多次测量，以求其平均值。特别注意：轴承的几何中心必须与轴颈承力中心重合。否则，当机组运行时，轴颈承力中心沿轴向周期变化时，轴承几何中心与轴颈承力中心不重合而产生力矩，当轴承轴向刚度不足时，便产生轴承的轴向振动，因此，增大轴承的连接刚性，轴承底部的垫块要与轴承洼窝贴合密实，接触点要达到75%以上，并均匀分布，0.05mm塞尺不入。
另外，还要保证汽轮机和发电机转子两端支持轴承的标高符合图纸规范的要求，以使两端轴承的负荷分配合理。否则，负荷较轻的一端轴瓦内油膜形成不良或根本不能建立油膜，这样极易诱发机组的自激振动，包括油膜振动和气流激振等；对于负荷较重的一端，轴瓦乌金温度必然偏高，当温度高到瓦温允许上限时，容易产生碾瓦现象，从而引发机组的振动。
3低压缸排汽口与凝汽器颈部的自由连接，是汽轮机组安装的重点
当汽轮机轴承安装完毕后，就要进行汽轮机缸体的安装了，而汽轮机低压缸往往体积较大，且与较大口径的管道和凝汽器连接，尤其是与凝汽器连接，不论是采用焊接还是螺栓连接，在施工过程中必须在汽封洼窝处、低压缸四个支撑角设置百分表进行监视，保证在施工过程中缸体不受外力，消除因缸体受外力而变形过大，引起动静部分互相摩擦，导致机组中心偏移而产生振动。
4汽缸及汽缸内部件中心找正，是汽轮机安装的关键步骤
汽缸就位以后，缸体及汽缸内部套找中心就成这道工序的关键，关系到机组的平稳运行，必需严格按照图纸及规范要求进行施工。在安装过程中，注意使缸体中心、隔板（套）中心保持一致，转子中心与隔板中心一致。如果汽缸内动、静部分不能保持同心，则动静间隙不均，造成运行时蒸汽在圆周上不均匀泄漏，引起间隙自激振动。当动、静部分中心严重超标时，还可以引起动、静之间的摩擦，若摩擦发生在转轴处，更会使转子发生热弯曲，运行不稳定，出现强迫振动。
5轴系连接的平直和同心，是汽轮机安装的中心环节
转子水平放置时，由于自重而产生静挠曲，所以机组各转子在安装后，其中心线应在一条光滑连续的曲线上。如果曲线的位置形状不同，则各轴承上的负荷也不同，因此曲线可按轴承不同位置而确定。只有当整个转子连在一起，呈一连续的光滑曲线，方能保证整个转子平稳运行。当转子扬度确定后，汽轮机纵向水平随之而定，各轴承负荷、转子受力、轴向力、临界转速也随之而定。
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6轴承的安装，是汽轮机安装的必要环节
可倾瓦自由摆动，增加支撑柔性，吸收转轴振动能量，具有良好的减振性能。在安装过程中，注意保证支撑轴承的轴承盖与轴瓦之间的紧力符合图纸要求。如果紧力过大可能使轴承盖变形，特别是球面轴承将无法自由调位；紧力过小将出现振动。此外，轴承的连接紧力对轴承刚度也会产生影响，如果轴承刚度不足，在同样的激振力下能引起较大的振动，因此必须将轴承各连接螺栓拧紧。在现场施工过程中，往往出现因连接螺栓紧力不足而引起的振动的现象。
支持轴承轴瓦的垫块，承受着因转子本身的质量及转子转动时由于不平衡而引起的离心力，垫块确定转子位置，施工时要保证垫块均匀承重，每块垫块的接触点应占垫块总面积的75%以上，且接触点均匀分布以避免因接触面不符合要求而引起较大振动。
推力轴承是转子相对于汽缸的膨胀死点，安装时要保证转子轴向窜动量与图纸技术要求相符，如果窜动量过小，则不能保证推力瓦块形成正常的油膜厚度，运行中油温必然升高或出现摩擦；相反，窜动量过大，汽轮机负荷突然改变时，则会使推力瓦块受到较大的冲击。
7滑销系统间隙调整，是汽轮机安装的主要环节
汽轮机在正常条件下运行时，缸体受到高温高压的作用，热膨胀较大，同时高中、低压缸分段布置，温差也较大。为保证汽轮机在热态能自由膨胀、在冷态能自由收缩，缸体中心与转子中心不产生偏移，汽轮机缸体上设计了很多滑销，以引导整个机组按预定方向自由膨胀或收缩，保证汽轮机动、静部分中心位置及各处间隙在膨胀过程中均能满足要求，已达到稳定。因此，在安装过程中，必须保证销与销槽间隙在设计范围内，滑动面的光滑平整。
8活动部件
在安装期间应特别注意，保证没有其他活动部件留存在汽缸内部。如果有活动部件进入汽轮机，运行时活动部件可在气流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片，引起机组振动。如果活动部件留存在发电机内部，则可能引起发电机内部短路，造成严重事故。
9断叶片
当汽轮机叶片断裂时，转子的质量分布明显不对称，机组的振动会发生明显的变化，既包括振幅大小的变化也包括振动相位的变化。在现场检修转子时对各级叶片逐一进行外观检查，确定无裂纹及铆钉松动现象。
10发电机的缺陷
电流通过发电机转子是会产生热量，导致发电机转子热膨胀，当发电机转子存在一定量的质量不平衡时，膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变，引起机组的振动变化；当发电机自身存在膨胀不均时，即使冷态情况下质量平衡较好，也会由于膨胀的不均匀性而产生动态的质量不平衡，质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也将随之消失。
另一方面，如果发电机转子内部本身存在短路情况，当电流通过发电机转子时会产生局部放热过大的现象，此处的转子由于受到较多的热量积蓄而使膨胀加大，这就与其他部位膨胀产生差别，又会形成动态的质量不平衡。
发电机转子与定子间的气息不均匀，会使发电机电磁性能不良引起机组振动。这种振动特征表现为通励磁电流以后才出现振动，随着励磁电流的增大，振动明显增大。
因此在安装过程中要定期对发电机转子、定子进行绝缘测试；并且根据转子调整发电机空气间隙，使得气息均匀，增强了机组的安全运行性能。
二、结束语
汽轮机安装在电力建设行业中技术含量高，要求具有了解汽轮机工作原理和相关实践经验的技术工人进行施工。在这个安装过程中，质量检验必须及时到位，而且要与施工工序环环相扣，这也是提高机组安装质量的有效措施。
参考文献：
[1]《DL/T5210.3-2009 电力建设施工质量验收及评价规程》（汽轮机机组篇）中国国家能源局，2009.
论文作者:杨明禹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签：转子论文; 汽轮机论文; 轴承论文; 机组论文; 发电机论文; 缸体论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第36期论文;