汽轮发电机异常振动的问题分析

秦玉书 朱 丹（哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040）

汽轮发电机异常振动的问题分析

秦玉书 朱 丹
（哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040）

摘 要：汽轮在发电时经常会出现异常振动的问题，在检测分析时常会出现问题，影响判断的准确性，在很大程度上影响机器的抢修，对机器造成一定程度的伤害。笔者就汽轮发电机的故障进行探讨，并对造成异常振动的原因进行分析，提出相应的解决策略，以提高企业生产效率。

关键词：汽轮发电机；异常振动；原因分析

1 汽轮发电机组的故障和诊断

在汽轮发电机的实际运作过程中常会出现汽轮发电机组故障，致使汽轮发电机组无法正常工作，汽轮发电机组的故障诊断指的是在汽轮发电机组无法正常运行的情况下，以相关的数据和信息为依据，对形成故障的原因进行分析判断，提出相应的解决措施。

因此，对于汽轮机组的发电机异常振动，检修人员需要具备丰富的现场知识，并具有一定的理论基础和科学技术的分析能力，在发生故障时快速找出故障原因，制定处理方案，使异常振动现象得到解决。

2 汽轮发电机异常振动的原因分析

2.1 发电机转子不对称

风道堵塞以及匝间绝缘故障容易造成通风阻塞，转子冷却不同在径向温度上也存在差异，造成发电机转子出现热不均衡振动，由于冷却液温度低会造成振动频率加快。氢气作为冷却介质温度较低，竖直方向会存在较大的温度差异。随之氢气温度上升，径向温度差异随之变小，因此，只要分析改动冷却介质氢气的进入温度，就可以判断出其内部是否存在冷却问题。

同一相的线圈绕组匝之间由于在发生短路或是风道堵塞时会改变绕组温度，经过绝缘结构传给转子，但转子自身的温度容量较大，与绕组相比变化速度相对较慢，振动随着励磁电流的变化发生正比变化，出现异常振动。

2.2 摩擦振动

摩擦振动是由于转子发生热弯曲形成不平衡力造成的，振动信号的主频仍是工频，但受一些非线性因素以及冲击影响，振动信号也可能出现少量分频﹑倍频和高频分量。发生摩擦振动时振动幅度和相位也会发生变化，出现波动。如摩擦严重相位就稳定，而振幅则会快速增大引起机组异常振动。在降速过临界时振动一般都会较正常的升速大，停机后转子静止，测量大轴则会较原始值晃度明显。摩擦会造成发电机组抖动﹑涡动等问题。动静摩擦时转子圆周上的各点摩擦程度不同，转子径向截面温度也会相应不均匀，产生一个新的不平衡力影响转子运作，引起汽轮发电机组的异常振动。

2.3 子线圈和线槽之间的滑动

汽轮发电机组中的转子绕线组在槽内需要保持匀称状态，一旦这种匀称平衡被打破，那么电线与槽楔间﹑边侧电线以及内壁之间都会发生被动的匀称伸展，阻力较大的电线会在转子的竖直方向产生作用力，阻碍转子正常运转甚至变形。转子电流与其变形情况是呈正比的，这是因为电线在伸展时受到的阻力并不是持续的，绕线组的伸展也多是阶跃的情况，转子振动会引起一些部位发生突跳情况。如果绕线组的伸展受到较大的阻力，即便转子电流较小也很难恢复到原有部位，汽轮发电机组的异常振动不会发生改善。

2.4 转子热变形

转子热变形也是造成汽轮发电机组异常振动的原因之一，受转子热变形的影响，振动振幅会成倍数增加，转子温和蒸汽参数也会受到影响，这种振动多是发生在汽轮发电机组冷态启机定速后带负荷阶段。转子温度升高，材质内应力释放会造成转子热变形，相位随之发生变化，引起机组异常振动。转子的热变形多分为永久性弯曲和临时性弯曲两种，虽是两种不同的故障，但是故障机理类似，都是转子质量偏心引起的。

3 汽轮发电机组振动异常的问题处理

3.1 转子存在热弯曲的机组振动异常处理

针对受高压转子叶轮损坏或是高压转子热弯曲影响造成的汽轮发电机振动异常，在机组检修时首先要进行揭缸，对汽轮发电机的高压转子进行检查，检查其是否存在损坏或是弯曲，也就是检查是否存在引起汽轮发电机组振动异常的因素，转子是否存在裂纹。在检查转子后，就需要对一瓦和二瓦进行检查，确保检修后可以达到规定的标准，而后对一瓦轴颈处晃度进行检修，确保其达到保证，如果情况允许，对于转子也需要考虑作动平衡，这样可以使得转子存在热弯曲的机组振动异常尽快解决，恢复汽轮发电机组的正常使用。

3.2 对轴颈晃度超标或是对轮螺栓强度不达标的处理

轴颈晃度超标或是对轮螺栓强度不达标都会造成汽轮发电机组的振动异常，对于这类问题，检修人员需要在机组停止时，对其各阶轴颈晃度进行检查，要求在检查处理后可以达到检修规定的标准。在检修过程中，如果发现有问题的对轮螺栓要及时更换，尽可能选取高强度对轮螺栓。在检修完成后还需要进行轴系动平衡，这样可以有效降低轴承振动，确保汽轮发电机组的稳定运行。

3.3 检修后仍存在振动异常的处理

如果汽轮发电机组在检修完成后仍存在振动异常的问题，那么就说明造成汽轮发电机组振动异常的原因较为复杂，这就要求检修人员能够随机应变，针对不同的异常原因进行检修，确保发电机组可以恢复正常。此外，检修人员也可以适当提高瓦自身的位置，这样可以有效解决各种异常情况，维持机器的正常运行。

结语

汽轮发电机组的振动异常是汽轮机运行过程中常见的问题，在进行故障排除时需要结合故障特征进行分析，确定故障原因后查看机组维修记录，了解故障点零部件情况，对有问题的零部件及时更换调整。在进行汽轮发电机振动原因分析时还要求检修人员具备良好的经验，提高检修人员的专业素质。只有做好汽轮发电机组的维修与保护，才可以确保机器的正常使用，提高企业生产效率，创造更大的经济效益。

参考文献

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[3]张莉，王海成，黄金库.600MW汽轮发电机组失稳故障分析和处理[J].黑龙江科技信息，2012（10）：45-48.

中图分类号：TM311

文献标识码：A