汽轮机振动原因分析

来源：尚车旅游网

汽轮机振动原因分析

汽轮机振动原因分析汽轮机振动原因分析

汽轮发电机组是由许多部件组成的。其中弓个或几个部件工作得不正常，都有可能引起机组较大的振动。这就大大地增加了查找振动原因的难度。尤其是大容量机组，多根转子互相影响，要找到引起振动的确实原因，难度就更大。下面就一般的振动原因进行分析和处理。

1(转子本身的，质量不平衡

汽轮发电机转子属大而复杂的部件，虽然经过动平衡校验，但仍然存在着残余不平衡重量。这种因动平衡质量不佳的残余不平衡重量，。从单根转子上来看，问题不很复杂。但是，对于多根转子的大型机组来说，残余的不平衡重量，在轴系旋转时的离心力，往往形成多个复杂的力偶，这就使寻找振动的原因显得更加复杂。

凡属质量不平衡引起的振动，其振幅随转速的升高而加大。在找动平衡时，试加重量对振幅有明显的反映。所以，这种由于质量不平衡引起的振动，通过找平衡，比较容易消除。

2(转子弯曲和联轴器连接质量不佳

转子弯曲和联轴器连接不佳使转子产生质量不平衡等，运行时由于扰动力作用使机组

发生振动，其现象与上述相同。但消除振动不单纯地用加平衡重量的方法来解决，而应采取直轴措施或重新找中心或重新连接联轴器

3(轴承垫块接触不良及紧力不适当

由于检修工艺马虎或转动中垫块与轴承座的接触腐蚀，垫块接触不良，降低了轴承的抗振能力而产生较大的振动。因此而引;起的振动往往发生在检修后第一次启动时，或者发生在机组检修投运后1,2年内。其特征:找动平衡时试加重量对振动的影响较小，用找平衡的方法不易消除振动。

4(轴承座底平面与基础台板接触不良

由于机组启动、停机和负荷突变等因素，汽缸发生膨涨或收缩。当轴承箱上负载太大，轴承座和台板之间比较粗糙或没有润滑剂等，使汽缸胀缩受阻，并引起轴承箱翘头或反翘头，而使轴承座与台板接触不良，导致机组振动。因此而产生的振动，往往随着机组运行工况变化而发生。若用塞尺检查轴承座与台板之间的接触情况，一般在前端或后端有0.10,0.30mm的间隙。若此间隙不会;自行消失，可用不锈钢皮将间隙填满，振动立即能减小或消失。另一种情况，由于检修工艺较差，发电1机后轴承的绝缘，垫片厚度不相等，将地脚螺栓紧后，虽然接触面没有间隙，但轴承座存在着别劲的内应力。机组启动时，往往发生剧烈振动。如某台300MW汽轮机大修后首次启动，当升速到3000r,min时，发电机后轴承发生强烈振动，其振幅达0(15mm左右。经检查发现，轴承座右侧前端地脚螺栓处振幅比其余三个螺栓处大得多。当时认为振动是该地脚螺栓松动所致。当复紧地脚螺栓时，振幅不仅没有下降,相反迅速上升，，立即将该螺栓略松一些，振动有明

显好转。当将该螺栓全松后，振动恢复修前水平:(0(03mm左右)。所以，轴承座与台板接触的好坏，对机组振动的影响比其他因素引起振动要敏感得多。一旦找到这些方面的原因，不停机即可暂时消除振动，但接触不良问题仍存在。

5地脚螺栓松动及机组台板脱壳

汽轮机轴承座地脚螺栓因紧力不均匀、轴承振动等原因，经过长期运行而发生螺栓松动是常见的故障，其振动往往是逐步发展的。只要用手触摸地脚螺栓与轴承座之间连接处，即能感觉出有明显的振动感，此时若将螺栓复紧一遍，振动立即减小。另外，由于基础台板第二次浇灌混凝土质量不佳或因透平油漏到基础上起侵蚀作用，机组经一段时间运行后，第二次浇灌的混凝土脱壳与疏松，使机组振动逐步加大，此时只要测量基础台板的振动便能发现。但消除此振动必须将基础第二次浇灌的混凝土全部打掉，重新进行浇灌混凝土。

6(动静发生摩擦

由于设计、制造或检修中的失误，或运行中动挠度、转子的偏心过大等原因，汽轮机动静部分发生摩擦，’使转子表面局部温度升高而产生热弯曲，进而加剧动静间摩擦，形成恶性循环。对于稳定转速裕度不大的机组，还会因此激发油膜振荡。如某台300MW汽轮发电机组因发电机后轴承采用与轴接触的羊毛毡外油挡，检修后启动发现，外油挡与轴摩擦而冒烟，同时发现油膜振荡，立即脱扣停机，拆除羊毛毡外油挡后，再次启动时便正常。所以，对汽轮发电机组来说，动静摩擦是不允许的。有时为安全起见，只能牺牲一点经济性，适当放大轴封、汽封等间隙。

7(发电机、励磁机磁场中心不对称

发电机、励磁机磁场中心不对称有两种:其一，轴向磁场中心不对称;其二，圆周方向磁场中心不对称引起空气间隙不对称。前者在发电机励磁机磁场中心不对称，产生了转子与静子中心不一致，而转子欲恢复原来的位置，这样就形成了周期性的轴向振动。发电机圆周方向磁场中心不对称，有些会引起静子的振动。前者可用调整轴向磁场中心的办法予以解决，后者则用调整空气间隙予以解决。

另一种磁场不对称引起的振动，往往发生在发电机转子绕组或线匝局部短路时，这种短路是匝间绝缘损坏，相邻线圈、之间偏移而短接或一组线圈的部分匝之间的绝缘破损。在穿过空气间隙的磁力线作用下，转子在整个圆周上，产生转子与静子铁芯之间的辐向力。该力要把转子拉向静于。如果极的分布对称，则转子的极心上的合成力等于零。当有一个极的部分线匝短路，改变了空气间隙中的磁感应力的分布，轴向力之间的均衡就被破坏，结果在极心上出现单侧的要把转子拉向静子的作用力，因此发生振动。这类振动当提高静子端电压时，会引起振动急剧增加。所以，用该方法可以判别振动的起因。

8(转子上零件松动

大型汽轮发电机组转子上零件的松动，多数发生在发电机、励磁机转子上的护环、楔条等。如某台300MW汽轮发电机的励磁机，当转子冷却水(双水内冷)温度低于进风温度时，便发生剧烈振动。这是因转子轴芯内冷却收缩，转子轴芯外套装的零件受热膨胀，当收缩和膨胀之差值大于零件套装过盈时，便使零件松动而发生剧烈振动。对于这类振动，只有进行彻底翻修或更换转子才能解决。

9(基础:结构不合理

由于基础自振频率与机组振动频率合拍，产生共振或基础沉降不均匀使机组中心变化，失去原来平衡而振动。这类振动比较复杂，一时难找到确切原因和有效的消除措施。一般可通过对基础进行振动频率测试和基础沉降测量等手段找出振动的起因。若为基础频率与机组共振

频率相近，可在基础梁与梁之间或柱与柱之间增加连接梁或斜撑，以改变振动节点，改变自振频率;若为基础沉降不均匀;可通过重新找正轴系中心来减轻振动。

10.轴承座设计欠妥

实践证明，图3—76所示的落地轴承座，当激振力大于490N(50kef)时，振动显着增加，尤其是该轴承座的轴向振动更为敏感。解决这类振动的方法:其一，将轴承座四角与刚性较好的汽缸撑紧，增加其抗振性;其二，将该轴承座改型更新。

11(测量错误或表计误差

一般来说，振动的测量均由熟练的运行人员进行，测量的位置均用记号标明(对于有自动检测装置的机组这不存在)。但是，在机组启动时，往往因忙乱而不按规定位置测振。另一种情况，测振仪长期不校验，测得振幅误差偏大，这种现象在TC2F—33(5型汽轮机组自动测振仪上同样存在。所以测振仪应定期进行校验。

12(启动暖机不当

启动时，?暖机时间各种类型的汽轮机组均不一致。对于轴承稳定性较差的机组，除了按规定时间暖机外，还应测量低压转子后轴承和发电机转子前轴承两者外壳的温差。由于低压转子后轴承靠近汽轮机轴封，其轴承座加热快，加上盘车齿轮的鼓风，加速了温升，使该轴承座在高度方向膨胀值，大于发电机轴承座高度方向的膨胀值。当温差达30?时，其膨胀差达0(30mm左右。这样使发电机前轴承比压下降，轴承失稳，发生油膜振荡。这种现象曾在300MW汽轮发电机上多次发生。所以，启动暖机应按机组的特性决定;不能机械地硬搬。