深度阐述汽轮机振动的原因及危害

　　摘  要：在火力发电厂中，汽轮机运行的好坏反映着电厂制造、安装、及运行的整体水平。振动作为影响汽轮机组安全运行的重要因素，受到人们的广泛关注。本文简单介绍了汽轮机振动的危害和产生原因。

　　关键词：汽轮机振动、危害、原因

　　Analysis of the Causes and Hazards in Steam Turbine Vibration

　　Yue Long

　　(North China Electric Power University, Bejing 102206, China)

　　Abstract: In the thermal power plant, steam turbine operation quality reflects the manufacturing , installation and operation levels of the power plant .As one of the most important factors of safety running ,steam turbine vibration has aroused wide attention of people . This paper briefly introduces the harm and causes of steam turbine vibration.

　　Key words: steam turbine vibration; harm; causes

　　中图分类号：TK268.+1       文献标识码： A   文章编号：

　　0 引言

　　汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。

　　汽轮发电机组是电厂系统中的重要设备，其运行的安全性和可靠性对整个火电厂的安全运行起着重要作用。汽轮发电机组在正常运行中总是不可避免存在着振动,一般振动在规定范围内不会对设备产生破坏，但如果超过一定的临界值之后,会给设备造成极大的危害[1]。以下将具体介绍汽轮机组振动的危害及各种振动产生的原因。

　　1 汽轮机振动的危害

　　汽轮机运行中振动的大小，是机组安全与经济运行的重要指标，也是判断机组检修质量的重要指标。汽轮机运行中振动过大，会影响到电厂的安全正常运行，可能造成以下危害[2~3]：

　　1.1、机组经济性降低

　　汽轮机汽封间隙的大小，对汽轮机热经济性有很大影响。而汽封间隙能否保持较小数值很大程度上取决于机组的振动状况。过大振动会使汽封间隙增大，使机组热经济性降低。

　　1.2 使机组动静部分及支撑部件产生损坏

　　发生强烈振动时，机组动静部分发生摩擦，会使端部轴封及隔板汽封产生磨损。当机组振动过大时，会使叶片、围带、叶轮等各转动部件应力增加，导致疲劳损坏。同时也会造成推力瓦、密封瓦、轴瓦等部件疲劳，出现乌金表面剥落、脱胎或碎裂。

　　1.3 使各连接部件松动

　　机组发生过大振动，使机组相连接的轴承、轴承座、主油泵、蜗轮、蜗杆、活动式联轴器、凝汽器及发电机冷却器的管道等发生共振，引起法兰连接螺栓振动，地脚螺栓断裂，从而造成重大事故。

　　1.4 直接或间接造成设备事故

　　当汽轮机发生过大振动时，危急保安器或机组的其它保护仪表的正常工作将直接受到影响，严重时引起这些部件的误动作，直接造成事故停机。若发电机定子铁芯和端部线圈振动过大，会使铁芯叠片间绝缘破坏和线圈绕组间绝缘损坏，造成铁芯过热损坏，使绕组之间或绕组对地短路。

　　2 汽轮机振动的原因分析

　　汽轮机组在启停和运行中会产生不正常的振动，原因有很多种。一般说来，有以下几个方面的原因[4]：

　　2.1 由于水冲击而引起振动

　　当水或低温饱和蒸汽进入汽轮机时，就可能造成水冲击，使转子轴向推力增大，产生很大的不平衡扭力，进而使转子产生剧烈的振动，甚至烧毁推力瓦。

　　2.2 由于转子质量不平衡而引起振动

　　a)  运行中叶片折断、脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢，使转子发生质量不平衡；

　　b)  转子找平衡时，平衡质量选择不当或安放位置不当、转子上某些零件松动、发电机转子松动或不平衡等，均会使转子发生质量不平衡。

　　2.3 由于转子发生弹性弯曲而引起振动

　　转子发生弯曲，即使不引起汽轮机动静部分之间的摩擦，也会引起振动。其振动特性和由于转子质量不平衡引起振动的情况相似，不同之处是这种振动较显著地表现为轴向振动，尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大得更为显著。

　　2.4 由于机组运行中心不正引起振动

　　a) 汽轮机启动时，暖机时间不够，升速或加负荷太快，将引起汽缸受热膨胀不均匀，或者花销系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会造成机组产生不正常位移，产生振动。

　　b) 机组在进汽温度超过设计规范的条件下运行，将使其膨胀差和汽缸变形增加，如高压轴封上抬等。造成机组中心超过允许限度，引起振动。

　　c) 机组在运行中，真空下降，将使排汽温度升高，后轴承上抬，破坏机组中心产生振动。

　　d) 靠背轮安装不正确，中心未找准，运行时产生振动且振动随负荷的增加而增加。

　　2.5 由于汽轮机内部发生摩擦而引起振动

　　工作叶片和导向叶片相摩擦，以及通流部分辐向间隙不够或安装不当；隔板弯曲，叶片变形，推力轴承工作不正常或安置不当，轴颈与轴承乌金侧向间隙太小等等，均会引起摩擦，造成振动。

　　3 结语：

　　汽轮机组的异常振动不仅危害机组，甚至会影响整个发电系统。因此要在了解其危害的基础上进一步分析其产生的原因，这样才能根据具体的原因采取相应的保护措施，维护机组的稳定，进而保护整个发电系统。

　　参考文献：

　　[1] 赵 强.电厂汽轮机振动大的原因分析及处理[J].科技创新导报,2011,(19):66

　　[2] 谷俊杰,丁常富.汽轮机控制、监视和保护[M].北京:中国电力出版社,2002:162

　　[3] 江玉林.汽轮机设备运行及事故处理[M].北京:化学工业出版社,2005:282

　　[4] 吕 锦.小议汽轮机振动的危害及产生原因与处理措施[J].装备制造,2010,(4):196