1、概述

       汽輪機(jī)組的振動是機(jī)組運行必須要監(jiān)測的一個非常重要的參數(shù)，因為當(dāng)機(jī)組振動超過規(guī)定的范圍時，將會引起設(shè)備的損壞，甚至造成嚴(yán)重后果：（1）使轉(zhuǎn)動部件損壞。當(dāng)機(jī)組振動過大時，會使葉片、圍帶、葉輪等各部件的應(yīng)力增加，從而產(chǎn)生很大的交變應(yīng)力，導(dǎo)致疲勞而損壞；（2）使機(jī)組動、靜部分發(fā)生磨損；（3）使各鏈接部件松動；（4）直接造成運行事故。當(dāng)機(jī)組振動過大，同時又發(fā)生在高壓缸端側(cè)時，有可能危及保安器誤動作而發(fā)生停機(jī)事故。因此，機(jī)組運行中要嚴(yán)格檢測其振動值。

       近幾年來，大慶油田宏偉熱電廠機(jī)組頻繁出現(xiàn)振動大引起的停機(jī)事件，這就使得我們不得不引起對汽輪機(jī)組振動故障的重視。

2 淺析熱電廠常見振動故障

       2.1 軸承的軸向振動

       在測量機(jī)組振動過程中，常發(fā)現(xiàn)軸承的軸向振動過大，其振動頻繁與轉(zhuǎn)速相同。引起軸承軸向振動過大的原因有如下幾點：（1）彎曲的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時，軸頸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，軸頸在軸瓦內(nèi)的油膜承力中心沿軸向隨轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性變化，從而引起軸承座的軸向振動。（2）軸瓦受力中心跟軸承座幾何中心不重合。（3）軸承座不穩(wěn)固。撓曲的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時，將力圖使軸瓦及軸承座作相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)，但軸承無法追隨軸頸的偏轉(zhuǎn)只能形成軸向振動。軸向振動的幅值同轉(zhuǎn)子的撓曲程度成正比，而各軸承振動的相位則取決于轉(zhuǎn)子撓曲彈性線的形狀。在一階臨界轉(zhuǎn)速附近轉(zhuǎn)子2個軸承的軸向振動相位相反。而在二階臨界轉(zhuǎn)速附近轉(zhuǎn)子2個軸承的軸向振動相位則相同。

       2.2 汽流激振

       一般情況下，汽輪機(jī)組中的高中壓轉(zhuǎn)子是發(fā)生汽流激振的主要部件。其原因是汽輪機(jī)內(nèi)流中的蒸汽會發(fā)生一定程度的膨脹，這樣一來，一方面會使高中壓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生切向力轉(zhuǎn)矩，另一方面還會產(chǎn)生一個從高壓端到低壓端的軸向力，在這2種外力作用下高中壓轉(zhuǎn)子的葉片會在不均勻汽流的沖擊作用下使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生汽流激振這一故障。

       2.3 轉(zhuǎn)子熱彎曲

       所謂的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子就是指汽輪機(jī)組中能夠轉(zhuǎn)動的部分，同時轉(zhuǎn)子承擔(dān)著汽輪機(jī)能量轉(zhuǎn)化的重要任務(wù)，而轉(zhuǎn)子熱彎曲故障的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子本身工作溫度以及蒸汽的參數(shù)設(shè)定值有一定的關(guān)系。目前，轉(zhuǎn)子熱彎曲故障多在汽輪機(jī)組冷態(tài)起機(jī)定速帶負(fù)荷運行中發(fā)生，這是因為在這種工作條件下，轉(zhuǎn)子工作溫度較高，同時葉片、葉輪和主軸在高速旋轉(zhuǎn)下，會受到較大的離心應(yīng)力，進(jìn)而容易發(fā)生彎曲形變，如果轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲故障后仍不采取措施，那么還將會導(dǎo)致摩擦振動等其他故障的產(chǎn)生，影響電廠發(fā)電機(jī)組運行**。

       2.4 摩擦振動

       在長時間運行狀態(tài)下，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動部分如葉柵、葉輪主軸等會在外力和高溫條件等作用下產(chǎn)生一定的熱彎曲故障，進(jìn)而對轉(zhuǎn)動部分原來的穩(wěn)定狀態(tài)造成一定的破壞，*終產(chǎn)生摩擦振動故障。在這種情況下，汽輪機(jī)振動信號仍保持在工頻狀態(tài)，但是在轉(zhuǎn)子以及其他因素的作用下會經(jīng)常發(fā)生分頻、倍頻以及高頻分量的現(xiàn)象，甚至有時還會有波形削頂這一異?，F(xiàn)象的發(fā)生。另外，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生摩擦振動故障情況下，其振動頻率和幅值存在波動的基本特征，一旦這種故障存在時間過長，那么將會導(dǎo)致渦動現(xiàn)象的發(fā)生。