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汽輪機振動(dòng)原因及預防措施
摘要： 步入二十一世紀后，電力設施取得了越來(lái)越重要的地位，各式各樣的發(fā)電廠(chǎng)陸續建成。汽輪機作為火力發(fā)電廠(chǎng)中重要的設備，其工作狀況極大地影響了發(fā)電效率。汽輪機工作時(shí)的振動(dòng)是影響汽輪機工作狀況的重要原因，因此分析汽輪機的振動(dòng)原因以及尋找解決措施變得極其重要。本文主要分析了汽輪機的振動(dòng)原因并就其原因給出建議，以供參考。
關(guān)鍵詞：汽輪機 解決措施 振動(dòng)原因
引言
引起汽輪機產(chǎn)生振動(dòng)的原因極其復雜，這些因素可能是各個(gè)方面相互作用的綜合結果，致使汽輪機產(chǎn)生振動(dòng)。這些在工作時(shí)的振動(dòng)往往會(huì )使機械的可靠性、精度等降低，造成機械零件材料易疲勞損壞而使零件壽命縮短，振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲同時(shí)對周?chē)脑O備都會(huì )有較大影響和破壞，并且會(huì )極大地降低發(fā)電機的發(fā)電效率。綜合汽輪機的振動(dòng)，主要有三個(gè)方面原因：結構設計、汽輪機的安裝和汽輪機的工作運行方面[1]。對此，我們必須就產(chǎn)生振動(dòng)的各個(gè)因素尋求解決辦法，以保證汽輪機的正常工作。
一、汽輪機的結構設計方面
1、轉子質(zhì)量的不平衡
轉子的質(zhì)量不平衡可分為靜不平衡和動(dòng)不平衡。對于軸向尺寸較小的轉子一般為靜不平衡問(wèn)題，在轉子質(zhì)量重心偏離中心一定距離時(shí)會(huì )產(chǎn)生離心力，離心力的合力不為零時(shí)，它的方向會(huì )隨著(zhù)轉動(dòng)而發(fā)生周期性的變化，同時(shí)離心力會(huì )對軸承施加一個(gè)附加的動(dòng)壓力，使整個(gè)機械產(chǎn)生周期性的振動(dòng)。因此調整轉子的質(zhì)量分布，使轉子工作時(shí)離心力達到平衡，以消除附加動(dòng)壓力，盡可能的減小由于離心力產(chǎn)生的機械振動(dòng)，要求機械轉子在設計時(shí)必須使回轉中心同轉子質(zhì)心重合。若在設計后產(chǎn)生一定的偏差，則使用靜平衡試驗法：利用靜平衡架找出不平衡質(zhì)徑積的大小和方向，在相反方向加上附加質(zhì)量以平衡不平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積。
轉子的動(dòng)不平衡往往是對在軸向尺寸較大的轉子，其質(zhì)量分布不可近似地認為在同一回轉面內，離心力為空間力系，單靠在某一回轉面內加平衡質(zhì)量的靜平衡方法不能到達使離心力合力和離心力合力矩為零的目的。必須使用動(dòng)平衡試驗法：選定兩個(gè)輔助平面將各不平衡質(zhì)量按比例分解在兩平面內，最后再利用靜平衡的方法使兩輔助平面內的力達到平衡。
2、轉子設計的剛度不足
在設計時(shí)可能由于轉子的設計剛度不足，當轉子受到一定力的作用時(shí)使轉子發(fā)生永久性的變形，從而使汽輪機產(chǎn)生振動(dòng)。對于轉子發(fā)生了此類(lèi)變形，應當使用直軸處理方法解決。因此在設計時(shí)要注意轉子剛度設計，以防出現過(guò)大的變形。
二、汽輪機的安裝
1、軸承座的安裝
軸承座安裝時(shí)要嚴格的按照設計圖紙上的設計安排安裝，在施工時(shí)工人不可因為怕麻煩隨意改動(dòng)或按照自我意愿安裝。為確保軸承座的安裝精度，在安裝時(shí)應多次測量，取平均值以減小誤差。為了避免在汽輪機工作過(guò)程中，汽輪機的受力中心偏離汽輪機的幾何中心導致的振動(dòng)。在安裝過(guò)程中必須注意控制軸承的高度以確保中心重合，使軸承受力均勻，不會(huì )因受力不均而發(fā)生振動(dòng)。
2、凝汽器與低壓排氣口之間的連接
汽輪機在設計工作時(shí)，一般要求汽輪機的低壓缸有比較大的體積以保證正常運行，因此一般會(huì )將低壓缸同凝汽器連接以減小物理體積，這要求低壓缸在進(jìn)行安裝工作時(shí)不能受到外力的作用，一旦受到外力的作用使低壓缸產(chǎn)生形變，會(huì )使低壓缸與凝汽器發(fā)生摩擦導致振動(dòng)。為防止這種情況的發(fā)生，在安裝時(shí)應當在低壓缸的支撐點(diǎn)處用百分表進(jìn)行精密的測量，同時(shí)要提高低壓缸的安裝精度，防止直接與凝汽器安裝產(chǎn)生沖突造成安裝困難，產(chǎn)生振動(dòng)。
3、汽缸內部零件的精密安裝
在汽缸圖紙設計中需要保證汽輪機內部零件有一定的安裝精度，才能夠最大程度上保證的汽輪機在運行時(shí)的平穩性，同時(shí)我們也要在設計圖紙的基礎上保證汽輪機的內缸和外缸的找正工作[2]，用以確保隔板中心與轉子中心的對中性，假設不能保證內外缸的重合性，就會(huì )由于氣缸的物理空間分布不均勻致使蒸汽在釋放時(shí)不均勻導致整個(gè)機體的振動(dòng)。在安裝時(shí)由于機體尚未工作，一旦機體開(kāi)始工作，其工作環(huán)境會(huì )由于溫度上升發(fā)生變化，使汽缸受熱膨脹，導致汽缸的物理形狀發(fā)生變化產(chǎn)生上述的振動(dòng)。因此在安裝時(shí)應將這種情況加以考慮，確定好各部件的位置精度，保證機體不會(huì )由于這種情況發(fā)生振動(dòng)。
4、軸承的安裝要求
在一般的汽輪機中，大多數都會(huì )使用可傾瓦式的轉子軸承，這種軸承具有良好的穩定性、能夠在一定程度上防止油膜的振動(dòng)等特點(diǎn)�？蓛A瓦式的轉子軸承在工作時(shí)可以進(jìn)行一定程度的自由擺動(dòng)，從而增強了機體的支撐柔性，吸收一定的振動(dòng)，具有減振的特點(diǎn)。在安裝時(shí)要注意軸瓦與軸承蓋之間預緊力的大小，預緊力過(guò)大會(huì )使軸承蓋和軸瓦變形，增加接觸點(diǎn)的正應力，加快零件的疲勞損壞;預緊力過(guò)小則無(wú)法到達緊固的目的，導致零件的相對移動(dòng)，造成振動(dòng)。
同時(shí)，推力軸承和支撐軸瓦也是組成汽輪機的重要部件，安裝人員在安裝支撐軸承的軸瓦墊片時(shí)要注意轉子受到墊片的影響，要保證一定數量的獨立墊片，并且要均勻分布墊片防止汽輪機工作時(shí)因受力不均發(fā)生振動(dòng)。
在安裝推力軸承時(shí)要嚴格按照設計圖紙要求，以防止過(guò)小推力使油膜變薄或過(guò)大的推力造成的對軸瓦的沖擊[3]，減小軸瓦的壽命。
5、滑銷(xiāo)系統的間隙控制
汽輪機中設計眾多的滑銷(xiāo)是為了控制在汽輪機工作時(shí)，由于汽輪機內部受到高溫高壓的環(huán)境，使氣體發(fā)生氣體膨脹，或者是氣體在不同的工作環(huán)境(高壓、中壓、低壓，較大溫差)時(shí)，保證在氣體受熱時(shí)膨脹，氣壓對缸體內壁膨脹力的作用;氣體在受冷時(shí)收縮，體積減小對缸體有向內收縮的負壓力作用，造成缸體中心和轉子中心產(chǎn)生偏移而設計�；N(xiāo)的目的在于減小這種由于氣體環(huán)境不同對缸體作用力的不同造成的中心偏移，引導機體按照預期設計的方向移動(dòng)，使汽輪機在各種工作狀況下都能滿(mǎn)足各個(gè)部件在預定的位置，以保證機體中心與轉子中心的重合，減小振動(dòng)。在滑銷(xiāo)安裝時(shí)，要確�；N(xiāo)系統設計的滑銷(xiāo)和銷(xiāo)槽在設計的范圍內，并且滑動(dòng)接觸面光滑，使滑銷(xiāo)在銷(xiāo)槽內能夠自由移動(dòng)。
6、汽輪機中活動(dòng)部件的安裝和斷葉片的處理
汽輪機內部有許多細小的零件，在安裝時(shí)要格外注意細小零件的處理，安裝人員必須認真檢查細小零件，確保沒(méi)有細小零件在汽缸中忘記安裝或遺留在汽缸中，一旦有遺留的零件在汽缸中可以自由移動(dòng)，在汽輪機工作時(shí)，由于氣流作用會(huì )使這些細小零件被吸到葉片的部位，劇烈的撞擊葉片，導致葉片的損壞，造成汽輪機的振動(dòng)。因此在工作人員安裝這些細小零件時(shí)必須十分的謹慎小心，確保沒(méi)有遺漏的零件。同時(shí)汽輪機的葉片要定期進(jìn)行檢查、維護，保證葉片的完好，不會(huì )因為葉片的裂隙造成汽輪機的振動(dòng)。
三、汽輪機的工作運行
汽輪機在工作運行時(shí)的振動(dòng)主要是由于不當操作導致，例如過(guò)載導致機體實(shí)際承受的應力大于設計時(shí)的許用應力，造成機械部件的變形導致振動(dòng)，因此汽輪機在運行時(shí)要嚴格遵守汽輪機的運行規程，根據運行規程上的步驟進(jìn)行操作，不可因為圖一時(shí)簡(jiǎn)便操作，使汽輪機處于不正常的工作狀態(tài)，導致零件壽命縮短，出現機體的振動(dòng)。
四、結束語(yǔ)
自第二次工業(yè)革命后，人們進(jìn)入電氣時(shí)代，人們對電的依賴(lài)程度越來(lái)越深，供電的能力在一定程度上也是一個(gè)國家的綜合實(shí)力的表現。在眾多的發(fā)電廠(chǎng)中，火力發(fā)電仍然占據主要地位，汽輪機作為火發(fā)電廠(chǎng)的重要部件，其工作振動(dòng)情況極大地影響了發(fā)電效率。因此控制汽輪機工作時(shí)的振動(dòng)十分重要，我們要詳細了解汽輪機振動(dòng)的原因，并就其原因尋找解決問(wèn)題的對策。做好汽輪機設計、安裝、正確運行等方面的工作，從而控制振動(dòng)在可接受的范圍內滿(mǎn)足發(fā)電需求，提高供電能力，改善發(fā)電質(zhì)量以滿(mǎn)足現代人對電力的需求。
參考文獻：
[1]王開(kāi)艷.汽輪機振動(dòng)原因及預防對策[J].科技傳播，2011，13：45-46.
[2]霍寶.汽輪機安裝中幾種振動(dòng)原因及預防對策[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2015，03：303-304.
[3]張寶存.汽輪機安裝中幾種振動(dòng)原因及預防對策[J].安裝，2010，08：25-27.
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