汽輪發(fā)電機是指用汽輪機驅(qū)動的發(fā)電機。由鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進入汽輪機內(nèi)膨脹做功，使葉片轉(zhuǎn)動而帶動發(fā)電機發(fā)電，做功后的廢汽經(jīng)凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、給水加熱裝置等送回鍋爐循環(huán)使用。本文是一篇中國電力論文范文，主要論述了600MW汽輪發(fā)電機組振動問題分析。
　　摘 要： 本文旨在針對國產(chǎn)的600 MW大容量汽輪發(fā)電機組進行振動分析，該發(fā)電機組有兩種結(jié)構，現(xiàn)在將分別對不同結(jié)構的機組進行異常振動分析研究，找出振動的實質(zhì)性因素，為處理振動問題提供有效的總結(jié)和一些現(xiàn)場處理的措施與方案。

　　關鍵詞：振動,600,MW,蒸汽,低壓轉(zhuǎn)子

　　一、軸系結(jié)構類型

　　由我國生產(chǎn)制造的600 MW汽輪發(fā)電機組分為兩種軸系結(jié)構。亞臨界600 MW機組是早期的高壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子分開，由11個軸承構成;另一種超臨界600 MW機組軸系結(jié)構的該汽輪機組由高中壓轉(zhuǎn)子組合成一個轉(zhuǎn)子，由9個軸承構成。其發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸系排列結(jié)構均是這樣的順序：高壓、中壓、2個低壓、發(fā)電機和勵磁機等轉(zhuǎn)子。若是后來投入運行的超臨界600 MW機組是高壓與中壓組合成一個高中壓轉(zhuǎn)子。兩種軸系結(jié)構的機組的轉(zhuǎn)子均是由剛性聯(lián)軸器來連接的，轉(zhuǎn)子都是雙支承結(jié)構，亞臨界機組的三支承結(jié)構是勵磁機轉(zhuǎn)子，超臨界機組的卻是集電小軸。另外一個區(qū)別就是不同的廠家在生產(chǎn)該機組時將兩低壓轉(zhuǎn)子間用一個連接短軸連接，大致的原理基本是一致的。

　　二、現(xiàn)場常見振動問題的分析和治理

　　1.低壓轉(zhuǎn)子的振動分析和治理

　　1.1軸承座的振動問題

　　軸承座出現(xiàn)較大的振動是很多出現(xiàn)振動的早期國內(nèi)生產(chǎn)的600MW機組的一個共同問題，軸承座振動不會造成軸振動的大型問題，但反映了軸承座出現(xiàn)了振動問題，有的還有振動超標的性質(zhì)。這樣過大的振動問題緣由是因為軸承座的動剛度小的因素。

　　早期國產(chǎn)機組的低壓轉(zhuǎn)子的軸承座的振動原因多數(shù)是因為其坐落于低壓缸凹窩之上，而該低壓缸鋼性弱，尺寸偏大，所以會造成軸承座的動剛度下降，由此開始出現(xiàn)軸承座的偏大振動問題。后期制造的機組將低壓轉(zhuǎn)子的支承軸承改變成落地式的構造，軸承座就不會受到低壓缸的剛度所影響，然而還是出現(xiàn)了軸承座的異常振動，此時的振動就與軸承座自身的支承剛度有關，表明其剛度出現(xiàn)了不足的問題。

　　當機組運行過程中，現(xiàn)場出現(xiàn)軸承座的異常振動時，其解決方案是首先對低壓轉(zhuǎn)子的動平衡進行調(diào)整，最大限度減小其激振力。這是因為動平衡是由軸振動與軸承座振動運轉(zhuǎn)的相位來決定的，振動的由于反向分量這一主要因素造成的，加重的話會有效解決軸承座的振動。

　　1.2運行中低壓轉(zhuǎn)子突發(fā)性振動

　　在運行中的發(fā)電機組若出現(xiàn)低壓轉(zhuǎn)子的軸承處與軸承座突然有過大的異常振動，該振動不會消退并保持在較高的異常振動數(shù)據(jù)范圍�；�頻分量是用來判斷低壓轉(zhuǎn)子異常振動的主要依據(jù)，轉(zhuǎn)子的振動基頻顯示在極坐標圖上后，若觀察到的相位始終保持方向穩(wěn)定，那么就可以判斷出轉(zhuǎn)子的部件已經(jīng)脫離原來的向心，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了嚴重的失平衡現(xiàn)象。當揭缸后檢查可發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的次末級葉片圍帶出現(xiàn)問題。

　　根據(jù)600 MW機組的歷史修理故障中已經(jīng)出現(xiàn)過6臺機組是關于次末級葉片圍帶的故障問題，導致轉(zhuǎn)子與軸承座的振動突然變大。葉片圍帶主要是出現(xiàn)裂痕，分析其強度和裂口結(jié)果顯示，短期內(nèi)運行機組造成的葉片圍帶斷裂是由于部件的設計和生產(chǎn)不合理所引起的問題。

　　2.工作轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)速下高中壓轉(zhuǎn)子振動較大

　　600 MW機組在運行過程中很多會出現(xiàn)第一號和第二號軸承的軸振動偏大問題，當振幅超過76μm時，觀察軸承的相位會發(fā)現(xiàn)相位偏向較為穩(wěn)定，造成這一振動因素是由于機組在出廠時高中壓轉(zhuǎn)子存在動平衡不足的因素，或者是存在殘余應力導致轉(zhuǎn)子不平衡振動。針對這種振動狀況，可以采取非計劃停機，并與制造廠商取得聯(lián)系，送回制造廠進行轉(zhuǎn)子的動平衡調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)平衡性能以降低異常振動幅值。

　　有個別600 MW機組在運行初期轉(zhuǎn)子的振動性能優(yōu)良，然而根據(jù)時間的增長，高中壓轉(zhuǎn)子的振動持續(xù)攀升，最危險時其振動幅值超過了最大限值。在排除碰磨情況影響下，發(fā)現(xiàn)高中壓轉(zhuǎn)子還留有殘余應力，這是轉(zhuǎn)子所用的材質(zhì)出現(xiàn)了問題導致殘余應力的存在，最終使得轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲，從而引發(fā)振動。正對這一問題應盡快和制造商進行交流并將轉(zhuǎn)子潛回原廠加工修理。

　　部分高中壓轉(zhuǎn)子在臨界轉(zhuǎn)速點時表現(xiàn)出較大的軸振，這有工作人員操作不規(guī)范的原因引起的，使得零部件之間引發(fā)動靜碰磨導致轉(zhuǎn)子彎曲，并且這種變形在停機后不能恢復到原始形狀。還有的高中壓轉(zhuǎn)子振動是由于機組在啟動和停機時超臨界轉(zhuǎn)速點引起的大幅度振動，這種振動導致的轉(zhuǎn)子彎曲只是暫時的，在停機后轉(zhuǎn)子又會恢復原始狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的熱彎曲還處于初級階段，則可停機對轉(zhuǎn)子進行校正，使其達到平衡狀態(tài)。對于某部分機組在高中壓缸的前、中、后部分都有加重孔的，則可停機在這些前中后部分增加重量使其達到平衡。對于給機組加重這一校正工程來說較為麻煩，首先是要對振動過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)的數(shù)據(jù)進行精確分析，然后再進行加重判斷，最后才是進行加重，這一過程比較長久。

　　3.發(fā)電機轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定振動分析和治理

　　早期制造的亞臨界機組中會出現(xiàn)發(fā)電機與勵磁機的轉(zhuǎn)子振動不穩(wěn)定現(xiàn)象，也屬于軸系振動問題。在發(fā)電機和勵磁機的后邊分別是第10號和第11號軸承，這兩個軸承經(jīng)常受到工況因素的干擾，出現(xiàn)急劇振動現(xiàn)象，到危險時分會引發(fā)跳機危險。而對于另一種軸系構造的機組同樣會發(fā)生類似的振動問題。

　　通過研究分析，將發(fā)電機和勵磁機軸承振動原因進行歸納：

　　3.1密封瓦出現(xiàn)了碰磨痕跡。

　　3.2發(fā)動機轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形。

　　3.3第11號軸承振動較大，發(fā)現(xiàn)連接勵磁機和發(fā)電機間的聯(lián)軸器螺栓出現(xiàn)了松動現(xiàn)象。

　　若是較小量的局部受熱不均衡現(xiàn)象，應對機組進行均衡加熱以補償熱彎曲導致的振動。由于軸系構造的特征有所不同，對發(fā)電機與勵磁機的轉(zhuǎn)子進行加重時要充分考慮多方面的因素，首先是對二者的過臨界轉(zhuǎn)速點的振動和正常轉(zhuǎn)速的振動進行振幅分析，然后進行動平衡的調(diào)整。若是出現(xiàn)了較大量的受熱不均衡現(xiàn)象，就不能像前文所采取加熱補償均衡法，而是要找尋其它影響因素進行具體的分析，以解決受熱不均衡的振動問題。根據(jù)發(fā)動機的密封瓦構造，要減小密封瓦碰磨有這樣的方法：首先是保證軸承的動平衡，盡量縮減激振力，然后對密封瓦內(nèi)的油溫進行控制，使之保持在45℃～ 48℃之間，對用油保持清潔。在出現(xiàn)故障3的時候要檢查相應的聯(lián)軸器的狀態(tài)。保證11軸的晃度是符合要求的，使得連接器的螺栓要達到相應的強度;增加制動裝置使得振動能夠迅速的停下來。

　　除了上述介紹的可以引發(fā)電機以及相應的勵磁轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定性之外還包括轉(zhuǎn)子發(fā)生裂紋，這種情況下也會造成電機及勵磁轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定性。出現(xiàn)裂紋的原因絕大部分是由轉(zhuǎn)子和連接器連接的地方其承受的相應的應力過大造成的，這跟電廠的輸電線路的補償所造成的對于轉(zhuǎn)子沖擊有很大的關系。所以在相對獨立的電源點向輸電線路進行補償?shù)倪^程中，一定要做好轉(zhuǎn)子裂紋預防的問題。

　　三、結(jié)論

　　1.目前我國國產(chǎn)的600MW的低壓轉(zhuǎn)子的其支撐座的振動的問題在很大程度上是由于支撐座缺乏相對應的剛度造成的。為了減少低軸承座的這種振動，除了要增加相應的支撐座的剛度之外，也應該盡量控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中的平衡，最大限度的減少轉(zhuǎn)子的裂紋的出現(xiàn)。

　　2.一般情況下多臺的轉(zhuǎn)子的突然性的振動是由于轉(zhuǎn)子末端的葉片斷裂造成的，所以為了預防出現(xiàn)這種突然性的振動要從結(jié)構和材料上對轉(zhuǎn)子的葉片進行改進，使得其強度得到增加進而避免出現(xiàn)類似的事故。

　　3.在出現(xiàn)由轉(zhuǎn)子的熱不平衡或者是密封瓦之間的碰撞所引起的振動的時候，可以采用控制發(fā)電機、轉(zhuǎn)子的熱平衡、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動平衡的精細控制、清潔等因素來解決由上述原因所引起的振動問題。

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