汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因分析

宏晟熱電二作業(yè)區(qū)運(yùn)行三值

簡述汽輪機(jī)組振動(dòng)范圍的規(guī)定對(duì)設(shè)備的危害很大，但振動(dòng)要求在規(guī)定范圍是允許的。汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。造成振動(dòng)的原因很多，但是我們只要能抓住矛盾的特殊性，即抓住振動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來的不同特點(diǎn)，加以分類分析分析判斷，就有可能找出振動(dòng)的內(nèi)在原因并予以解決。

值得注意：

隨著汽輪機(jī)功率的增大，在軸承座剛度相當(dāng)大的情況下，轉(zhuǎn)子的較大振動(dòng)并不能在軸承座上反映出來。所以就汽輪機(jī)安全運(yùn)行而言，必要的試驗(yàn)，求證真實(shí)的數(shù)據(jù)是非常重要的。如何求證分析振動(dòng)原因是我們討論的話題。振動(dòng)是什么

振動(dòng)：物體偏離平衡位置，出現(xiàn)動(dòng)能和位能的連續(xù)相互轉(zhuǎn)換的往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式稱振動(dòng)。受一次沖擊力產(chǎn)生的振動(dòng)——自由振動(dòng)：受周期性的變化力產(chǎn)生的振動(dòng)——受迫振動(dòng)。

振振幅動(dòng)頻率描相位述方向

單向振幅：振動(dòng)極限位置

置置平衡位置之間的距離振幅雙向振幅：振動(dòng)兩極限位置間的距離，也稱峰—峰值頻率：

通頻——最大振幅的振動(dòng)頻率分頻——某一振動(dòng)中各種正弦振動(dòng)的頻率基頻——振幅最大的正弦振動(dòng)頻率；相位：振動(dòng)信號(hào)最大值與轉(zhuǎn)子某一點(diǎn)的相對(duì)位置；方向：橫向；軸向；扭轉(zhuǎn)。振動(dòng)分類：振動(dòng)橫振扭振徑向振動(dòng)軸向振動(dòng)水平振動(dòng)垂直振動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的類型及定義汽輪發(fā)電機(jī)組基本上是按照振動(dòng)頻譜來劃分振動(dòng)的。振動(dòng)可分為：普通強(qiáng)迫振動(dòng)、電磁激振、撞擊振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、軸瓦自激振動(dòng)、參數(shù)振動(dòng)、汽流振動(dòng)、摩擦渦動(dòng)、高次諧波共振、諧波共振等類型。普通強(qiáng)迫振動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)在周期性的外力作用下，其所發(fā)生的振動(dòng)稱為受迫振動(dòng)，這個(gè)周期性的外力稱為驅(qū)動(dòng)力電磁激振是發(fā)電機(jī)組利用自身電磁力作激振力，對(duì)于非接觸激振場合。特別是對(duì)回轉(zhuǎn)件產(chǎn)生的激振。隨機(jī)振動(dòng)在未來任一給定時(shí)刻，其瞬時(shí)值不能精確預(yù)知的振動(dòng)。不能用確定性函數(shù)描述但具有一定統(tǒng)計(jì)規(guī)律的振動(dòng)。參數(shù)振動(dòng)：由于外來作用使系統(tǒng)參數(shù)、按一定規(guī)律變化而引起的振動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)在未來任一給定時(shí)刻，其瞬時(shí)值不能精確預(yù)知的振動(dòng)。不能用確定性函數(shù)描述但具有一定統(tǒng)計(jì)規(guī)律的振動(dòng)。軸瓦自激振動(dòng)：軸瓦自激振動(dòng)一般分為半速渦動(dòng)和油膜振蕩兩個(gè)過程。轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速在兩倍轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速以下所發(fā)生的軸瓦自激振動(dòng)，稱為半速渦動(dòng)，因?yàn)檫@時(shí)自激振動(dòng)頻率近似為轉(zhuǎn)子工作頻率的一半。轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速高于兩倍第一臨界轉(zhuǎn)速時(shí)所發(fā)生的軸瓦自激振動(dòng)，稱為油膜振蕩，這時(shí)振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速接近，從而發(fā)生共振，所以轉(zhuǎn)子表現(xiàn)為強(qiáng)烈的振蕩。氣流振動(dòng)蒸汽從噴嘴出來后它在噴嘴的中心的速度要比兩邊的速度高，動(dòng)葉從上一個(gè)噴嘴中心到下一個(gè)噴嘴中心的旋轉(zhuǎn)過程中，受力有一個(gè)，大——小——大的變化過程，相當(dāng)于一次振動(dòng)，這就是汽流激振。摩擦振動(dòng)滑動(dòng)軸承工作時(shí)，油膜的楔形按油的平均流速繞軸瓦中心運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為油膜渦動(dòng)，因其平均速度為軸頸圓周速度的一半，故又稱為半速渦動(dòng)，整體又稱為摩擦振動(dòng)。諧波振動(dòng)諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。高次諧波振動(dòng)將非正弦周期信號(hào)按傅里葉級(jí)數(shù)逐項(xiàng)展開，頻率為原信號(hào)頻率兩倍及以上的正弦分量稱為高次諧波。由高頻次諧波引起的振動(dòng)為高次諧波振動(dòng)。汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)測(cè)試要求：振動(dòng)一般用振動(dòng)檢振儀測(cè)量，若加頻譜分析則更為準(zhǔn)確。機(jī)組振動(dòng)故障分析時(shí)，一般需進(jìn)行以下幾項(xiàng)振動(dòng)測(cè)試：⑴測(cè)定基頻振動(dòng)或振動(dòng)頻譜。⑵軸承座的剛度檢測(cè)。⑶振動(dòng)與機(jī)組運(yùn)行參數(shù)試驗(yàn)。⑷故障診斷的驗(yàn)證試驗(yàn)。振動(dòng)是指一種周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，處在高速旋轉(zhuǎn)下的汽輪發(fā)電機(jī)組，在正常運(yùn)行中總是存在著不同程度和方向的振動(dòng)。對(duì)于振動(dòng)，我們要求它測(cè)試愈小愈好。

對(duì)設(shè)備的危害不大，因而是允許的。這里所講的振動(dòng)，都是指對(duì)設(shè)備有危害，超出了允許范圍的振動(dòng)。振動(dòng)產(chǎn)生的原因有哪些機(jī)組轉(zhuǎn)子受周期性的不平衡力產(chǎn)生受迫振動(dòng)，產(chǎn)生不平衡力的原因很多,按力的性質(zhì)可分為：（1）不平衡離心力——轉(zhuǎn)子的質(zhì)量中心與回轉(zhuǎn)中心不重合產(chǎn)生的不平衡離心力或力矩，周期性變化；

（2）發(fā)電機(jī)不平衡的電磁力——轉(zhuǎn)子磁場與靜子磁場間不平衡作用力；（3）軸承油膜不平衡的作用力（4）蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子作用的不平衡周向力機(jī)組振動(dòng)的危害1．動(dòng)靜部分摩擦、轉(zhuǎn)子彎曲；2．軸承磨損，軸承脫胎；軸承座緊固螺釘松動(dòng)；3．凝汽器管束和主油泵零件損壞。4．發(fā)電機(jī)振動(dòng)過大，滑環(huán)和電刷磨損加劇，靜子槽楔松動(dòng)、絕緣磨損。5)機(jī)組部件連接處松動(dòng)，地腳螺絲松動(dòng)、斷裂；

6)機(jī)座(臺(tái)板)二次澆灌體松動(dòng)，基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫：

7)汽輪機(jī)葉片應(yīng)力過高而疲勞折斷；

8)危機(jī)保安器發(fā)生誤動(dòng)作；

9)通流部分的軸封裝置發(fā)生摩擦或磨損，嚴(yán)重時(shí)可能因此引起主軸的彎曲；

10)滑銷磨損，滑銷嚴(yán)重磨損時(shí)，還會(huì)影響機(jī)組的正常熱膨脹，從而進(jìn)一步引起更嚴(yán)重的事故；

11)軸瓦烏金破裂，緊固螺釘松脫、斷裂；

12)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)松弛磨損，芯環(huán)破損，電氣絕緣磨破，一直造成接地或短路；

13)勵(lì)磁機(jī)整流子及其碳刷磨損加劇等；

從以上多處可以看出，振動(dòng)直接威脅著機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，在機(jī)組一旦出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，就應(yīng)及時(shí)找出引起振動(dòng)的原因，并予以消除，決不允許在強(qiáng)烈振動(dòng)的情況下讓機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。

總結(jié)值得注意的是，隨著汽輪機(jī)功率的增大，在軸承座剛度相當(dāng)大的情況下，轉(zhuǎn)子的較大振動(dòng)并不能在軸承座上反映出來。應(yīng)該直接測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)數(shù)值作為振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)才是合理的，在運(yùn)行中，一旦發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常，除應(yīng)加強(qiáng)對(duì)有關(guān)參數(shù)的監(jiān)視、仔細(xì)傾聽汽輪機(jī)內(nèi)部聲音外，還應(yīng)視具體情況立即減負(fù)荷乃至停機(jī)檢查。必要時(shí)通過各種試驗(yàn)來分析機(jī)組振動(dòng)異常的原因，采取相應(yīng)的處理方法及消除措施。機(jī)組振動(dòng)動(dòng)態(tài)管理是一項(xiàng)重要、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?。它需要一整套的振?dòng)監(jiān)測(cè)管理，方可實(shí)現(xiàn)機(jī)組動(dòng)態(tài)的振動(dòng)分析，即：在機(jī)組大修和安裝后第一次啟動(dòng)測(cè)試；測(cè)試機(jī)組轉(zhuǎn)軸晃動(dòng)度及高點(diǎn)的標(biāo)定等不同工況下