汽輪發電機組安裝與軸承振動的相關性
2018-06-27楊健
（中國能源建設集團云南火電建設有限公司）
（中國能源建設集團云南火電建設有限公司）
摘 要：在電廠運行過程中，汽輪機是重要機械設備。然而，由于汽輪發電機組本身其實際特點，無論是生產制造還是安裝運行階段，非常容易導致軸承振動現象，一旦振動較為嚴重，對于整個電廠運行也會造成較大影響。尤其是在機組安裝階段，應切實采取科學有效的安裝方法，避免軸承振動等不良現象的發生。為此，本文淺要分析探討如何從汽輪發電機組方面安裝工作著手，有效消除軸承振動帶來不良影響，并提出了自己的相應看法。
關鍵詞：汽輪發電機組；安裝；軸承振動；相關性
目前來說，汽輪發電機組是電廠運行過程中較為重要的設備。該設備能切實實現能量的轉化，將鍋爐燃燒過程中產生的熱能，有效轉變為推動發電機運轉的機械能，從而有利于實現發電。然而，在對該設備實際安裝的過程中，需切實掌握一定的安裝技術，否則容易引起軸承振動現象，不利于整個汽輪機組的良好穩定運行。尤其是近些年來，汽輪發電機組本身在結構、尺寸等方面出現較大變化，對于安裝的要求也越來越高。為此，只有充分掌握機組安裝和軸承振動之間的相關性，并對實際安裝過程加以有效控制，這樣才能促進整個發電機組安裝工作順利完成。
一、汽輪發電機組安裝和軸承振動概述
通常來說，汽輪發電機組對于整個電廠都承擔著較為重要的作用。然而，該裝置本身結構較為復雜，因而實際安裝具有一定技術難度。如果在安裝的過程中出現不當，容易引起軸承振動等現象，不利于汽輪機實現良好穩定運行[1]。為此，應切實做好發電機組安裝方面的工作，有效消除軸承振動帶來不良影響。通常來說，機組振動主要由兩方面原因引起，一方面為強迫振動，另一方面為自激振動。在汽輪機實際運行過程中，轉子方面出現問題、電磁力不均等現象都有可能導致機組產生強迫振動。與此同時，氣隙及油膜方面的震蕩都有可能導致自激振動。在實際汽輪機運行過程中，振動是時刻存在的，不可能將振動完全避免。為此，應從減少振動方面著手，切實避免大范圍振動帶來的不良影響。通常來說，一旦振動超過規范標準，將極易導致設備方面的損害，同時不利于設備壽命。與此同時，強烈振動條件下，通常會產生零部件破壞等不良現象，不利于發電機組實現良好運行，甚至容易引發一系列安全事故。鑒于軸承振動帶來的一系列不良影響，應從安裝的過程中予以重視。應切實制定相應的安裝計劃，并注重安裝工藝方面的改良，這樣才能將機組安裝工作真正觀察落實實施，并切實減少軸承振動等現象，避免軸承振動問題造成的不良影響。下圖1為某電廠汽輪發電機組。
關鍵詞：汽輪發電機組；安裝；軸承振動；相關性
目前來說，汽輪發電機組是電廠運行過程中較為重要的設備。該設備能切實實現能量的轉化，將鍋爐燃燒過程中產生的熱能，有效轉變為推動發電機運轉的機械能，從而有利于實現發電。然而，在對該設備實際安裝的過程中，需切實掌握一定的安裝技術，否則容易引起軸承振動現象，不利于整個汽輪機組的良好穩定運行。尤其是近些年來，汽輪發電機組本身在結構、尺寸等方面出現較大變化，對于安裝的要求也越來越高。為此，只有充分掌握機組安裝和軸承振動之間的相關性，并對實際安裝過程加以有效控制，這樣才能促進整個發電機組安裝工作順利完成。
一、汽輪發電機組安裝和軸承振動概述
通常來說，汽輪發電機組對于整個電廠都承擔著較為重要的作用。然而，該裝置本身結構較為復雜，因而實際安裝具有一定技術難度。如果在安裝的過程中出現不當，容易引起軸承振動等現象，不利于汽輪機實現良好穩定運行[1]。為此，應切實做好發電機組安裝方面的工作，有效消除軸承振動帶來不良影響。通常來說，機組振動主要由兩方面原因引起，一方面為強迫振動，另一方面為自激振動。在汽輪機實際運行過程中，轉子方面出現問題、電磁力不均等現象都有可能導致機組產生強迫振動。與此同時，氣隙及油膜方面的震蕩都有可能導致自激振動。在實際汽輪機運行過程中，振動是時刻存在的，不可能將振動完全避免。為此，應從減少振動方面著手，切實避免大范圍振動帶來的不良影響。通常來說，一旦振動超過規范標準，將極易導致設備方面的損害，同時不利于設備壽命。與此同時，強烈振動條件下，通常會產生零部件破壞等不良現象，不利于發電機組實現良好運行，甚至容易引發一系列安全事故。鑒于軸承振動帶來的一系列不良影響，應從安裝的過程中予以重視。應切實制定相應的安裝計劃，并注重安裝工藝方面的改良，這樣才能將機組安裝工作真正觀察落實實施，并切實減少軸承振動等現象，避免軸承振動問題造成的不良影響。下圖1為某電廠汽輪發電機組。
圖1 某電廠汽輪發電機組
二、科學進行汽輪發電機組安裝，消除軸承振動不良影響
（一）地腳螺栓與錨固板方面的安裝
汽輪機運行過程中，由于發電機組本身存在著振動大、轉速高等方面的特點，因而給安裝工作帶來較大難度[2]。除此之外，隨著發電機組結構、形式方面的變化，安裝要求也變得越來越高，因而應切實保障安裝精度充分符合規范。在實際安裝的過程中，只有加強錨固板與地腳螺栓方面的安裝，才能對汽輪發電機進行有效固定，并為后續安裝工作提供了前提及保障。為此，安裝人員還應結合參考資料和圖紙，對將要安裝的結構進行科學規劃設計，這樣才能使安裝有計劃、有目的開展進行。
（二）臺板安裝與基礎處理
基礎處理是汽輪機安裝過程中較為重要的一項環節，安裝人員應切實以身作則，在基礎處理的過程中切實遵循圖紙和規范開展。通常來說，基礎處理過程中，應切實保障基礎表面的清潔，尤其是避免油污等問題帶來的污染。一旦基礎處理不當，將使基礎親和力難以得到有效保障，并非常不利于基礎支撐強度。除此之外，基礎處理工作也應注意先后步驟，只有基礎處理工作完成之后，才能進行臺板就位，這樣才能使基礎處理更加全面。
臺板安裝工作也是需要注意的問題，在實際進行安裝之前，應切實遵循相應的規范對墊鐵布置進行調整[3]。一旦墊鐵布置出現問題，利用地腳螺栓進行緊固過程中，臺板由于本身剛性很差，經常會導致變形。與此同時，一旦墊鐵接觸不實，本身抗振能力也難以保障。實際臺板安裝的過程中，臺板鏟刮應切實保障規范。通常來說，應確保臺板安裝的過程中，同軸承座與汽缸之間進行有效接觸，結合面也要力求平整、光潔。通常來說，在實際安裝的過程中，鏟刮臺板工作往往被忽略，通常認為在臺板制造的過程中，已經充分符合相關安裝規范。然而，這種觀點是非常錯誤的。臺板本身受到運輸和存放等諸多方面因素影響，容易出現結合方面的問題，甚至會產生裂縫。為此，應切實注重鏟刮臺板方面的工作，這樣才能使臺板安裝質量得到提高，同時避免軸承振動現象的產生。
（三）軸承座與軸承的安裝
通常來說，對于軸承座方面的安裝一旦出現問題，容易造成接觸不良等現象，使聯接剛度也在一定程度上降低，不利于其本身抗振能力的提高。通常來說，連接剛度、墊塊接觸以及軸瓦緊力一系列因素都應切實考慮，這樣才能有利于軸承抗振能力切實得以不斷提高[4]。與此同時，軸承標高也需要加以注意，只有軸承標高充分符合相關規范，才能真正有利于負荷分配，并切實避免機組振動等現象的發生。由此可見，實際安裝過程中，應遵循實際特點，加強軸承標高方面戰略調整，這樣才能使軸承負荷分布更加科學，也有利于避免軸承振動等現象的發生。
（四）轉子葉片方面的問題
汽輪機運行過程中，一旦出現斷葉片現象，勢必會對轉子本身質量分布造成影響。在此情況下，同樣會影響機組振動，不僅使振幅作出改變，同樣振動相位也會出現明顯改變。因此，為保障汽輪機葉片良好運轉，有效減少斷葉片等問題出現，需切實加強轉子葉片有關的檢查，一經發現出現故障，需對其有效處理。在實際檢查的過程中，應對不同級葉片分別檢查，確保葉片不會出現損傷及松動現象。
（五）機組中心影響
在實際汽輪機安裝過程中，機組中心方面一旦出現問題，同樣也會導致產生振動等現象。通常來說，轉子和靜子之間，應切實保持一定同心度。一旦同心度出現較大偏差，極易導致電磁與汽流激振等現象。除此之外，一旦軸系連接出現平直度方面的問題，容易對轉子造成一定影響，使其產生一定預荷載，一旦轉子發生轉動，將容易導致激振力形成，在激振力的作用下，迫使機組發生振動[5]。由此可見，在汽輪機實際安裝過程中，應有效避免機組中心方面問題造成的影響。實際安裝階段，需遵循相關圖紙及規范的要求，并根據自身具體情況，對汽輪機運行工況加以有效考慮，然后做出相應調整，這樣才能切實避免機組振動現象的出現。
（六）動靜間隙方面影響
汽輪機安裝過程中，還應切實考慮到動靜間隙方面造成的影響。首先應該明確的一點是，無論是汽輪機還是發電機，普遍存在動靜間隙。對于汽輪機而言，轉子和汽缸必然存在著間隙，一旦間隙過大，使汽輪機效率難以保障，不利于整個電廠的實際運行。同樣，轉子和軸封也必然存在著間隙，一旦間隙過大，容易造成蒸汽外泄等不良現象的發生，同樣會對機組運行造成影響。對于發電機而言，轉子和靜子間隙也應加以有效控制，如果間隙較大，發電機效率也將難以保障。然而，盡管間隙過大會出現上述不良現象，但是一旦間隙過小，也容易導致動靜碰磨，當動靜碰磨嚴重到一定程度，也容易導致機組振動。
（七）機組真空影響
通常來說，排氣缸溫度一旦發生變化，勢必會導致機組真空現象的發生。反之，一旦產生機組真空的現象，排氣缸溫度也容易發生變化。對于部分機組而言，其軸承與排氣缸進行有效連接，一旦產生真空變化，容易導致后軸承座不再固定，而是進行上下位移。與此同時，排氣溫度也隨之進行改變，排氣缸本身會出現一定熱膨脹作用，在熱膨脹做硬性，后軸承座同樣會產生位移。由此可見，實際輪機安裝的過程中，還應對真空安裝進行有效把控，并對系統開展真空查漏，這樣才能做到對問題的及時發現，并能采取有效措施對問題進行及時處理，從而使安裝質量得到大大提高，切實避免機組振動等現象的出現。
結語：
本文淺要分析探討汽輪機與發電機在電廠運行過程中，機組安裝和軸承振動之間的相關性，并提出了自己的相應看法。通常來說，汽輪發電機組是電廠運行過程中較為重要的設備，一旦機組發生振動，將會對汽輪發電機組造成不良影響。為此，應從機組安裝方面著手，切實遵循相關的圖紙及規范，使安裝質量得以有效保障，從而消除軸承振動帶來不良影響，保障電廠切實實現穩定運行。
參考文獻：
[1]王小存.汽輪發電機安裝中預防振動超標措施[J].價值工程，2013，（28）：61-62.
[2]郝亮亮，吳俊勇，陳占鋒等.轉子匝間短路故障對大型汽輪發電機振動的影響機理[J].電力系統自動化，2014，（4）：25-31.
[3]田科技，孫首群，欒本言等.汽輪發電機定子繞組端部振動模態分析[J].噪聲與振動控制，2014，（6）：33-36.
[4]王鵬.安裝階段汽輪發電機組軸系振動控制要點探討[J].湖北電力，2013，（3）：62-64.
[5]赤二軍.汽輪發電機組軸系振動特征檢測及原因分析[J].城市建設理論研究（電子版），2014，（34）：650-651.
（一）地腳螺栓與錨固板方面的安裝
汽輪機運行過程中，由于發電機組本身存在著振動大、轉速高等方面的特點，因而給安裝工作帶來較大難度[2]。除此之外，隨著發電機組結構、形式方面的變化，安裝要求也變得越來越高，因而應切實保障安裝精度充分符合規范。在實際安裝的過程中，只有加強錨固板與地腳螺栓方面的安裝，才能對汽輪發電機進行有效固定，并為后續安裝工作提供了前提及保障。為此，安裝人員還應結合參考資料和圖紙，對將要安裝的結構進行科學規劃設計，這樣才能使安裝有計劃、有目的開展進行。
（二）臺板安裝與基礎處理
基礎處理是汽輪機安裝過程中較為重要的一項環節，安裝人員應切實以身作則，在基礎處理的過程中切實遵循圖紙和規范開展。通常來說，基礎處理過程中，應切實保障基礎表面的清潔，尤其是避免油污等問題帶來的污染。一旦基礎處理不當，將使基礎親和力難以得到有效保障，并非常不利于基礎支撐強度。除此之外，基礎處理工作也應注意先后步驟，只有基礎處理工作完成之后，才能進行臺板就位，這樣才能使基礎處理更加全面。
臺板安裝工作也是需要注意的問題，在實際進行安裝之前，應切實遵循相應的規范對墊鐵布置進行調整[3]。一旦墊鐵布置出現問題，利用地腳螺栓進行緊固過程中，臺板由于本身剛性很差，經常會導致變形。與此同時，一旦墊鐵接觸不實，本身抗振能力也難以保障。實際臺板安裝的過程中，臺板鏟刮應切實保障規范。通常來說，應確保臺板安裝的過程中，同軸承座與汽缸之間進行有效接觸，結合面也要力求平整、光潔。通常來說，在實際安裝的過程中，鏟刮臺板工作往往被忽略，通常認為在臺板制造的過程中，已經充分符合相關安裝規范。然而，這種觀點是非常錯誤的。臺板本身受到運輸和存放等諸多方面因素影響，容易出現結合方面的問題，甚至會產生裂縫。為此，應切實注重鏟刮臺板方面的工作，這樣才能使臺板安裝質量得到提高，同時避免軸承振動現象的產生。
（三）軸承座與軸承的安裝
通常來說，對于軸承座方面的安裝一旦出現問題，容易造成接觸不良等現象，使聯接剛度也在一定程度上降低，不利于其本身抗振能力的提高。通常來說，連接剛度、墊塊接觸以及軸瓦緊力一系列因素都應切實考慮，這樣才能有利于軸承抗振能力切實得以不斷提高[4]。與此同時，軸承標高也需要加以注意，只有軸承標高充分符合相關規范，才能真正有利于負荷分配，并切實避免機組振動等現象的發生。由此可見，實際安裝過程中，應遵循實際特點，加強軸承標高方面戰略調整，這樣才能使軸承負荷分布更加科學，也有利于避免軸承振動等現象的發生。
（四）轉子葉片方面的問題
汽輪機運行過程中，一旦出現斷葉片現象，勢必會對轉子本身質量分布造成影響。在此情況下，同樣會影響機組振動，不僅使振幅作出改變，同樣振動相位也會出現明顯改變。因此，為保障汽輪機葉片良好運轉，有效減少斷葉片等問題出現，需切實加強轉子葉片有關的檢查，一經發現出現故障，需對其有效處理。在實際檢查的過程中，應對不同級葉片分別檢查，確保葉片不會出現損傷及松動現象。
（五）機組中心影響
在實際汽輪機安裝過程中，機組中心方面一旦出現問題，同樣也會導致產生振動等現象。通常來說，轉子和靜子之間，應切實保持一定同心度。一旦同心度出現較大偏差，極易導致電磁與汽流激振等現象。除此之外，一旦軸系連接出現平直度方面的問題，容易對轉子造成一定影響，使其產生一定預荷載，一旦轉子發生轉動，將容易導致激振力形成，在激振力的作用下，迫使機組發生振動[5]。由此可見，在汽輪機實際安裝過程中，應有效避免機組中心方面問題造成的影響。實際安裝階段，需遵循相關圖紙及規范的要求，并根據自身具體情況，對汽輪機運行工況加以有效考慮，然后做出相應調整，這樣才能切實避免機組振動現象的出現。
（六）動靜間隙方面影響
汽輪機安裝過程中，還應切實考慮到動靜間隙方面造成的影響。首先應該明確的一點是，無論是汽輪機還是發電機，普遍存在動靜間隙。對于汽輪機而言，轉子和汽缸必然存在著間隙，一旦間隙過大，使汽輪機效率難以保障，不利于整個電廠的實際運行。同樣，轉子和軸封也必然存在著間隙，一旦間隙過大，容易造成蒸汽外泄等不良現象的發生，同樣會對機組運行造成影響。對于發電機而言，轉子和靜子間隙也應加以有效控制，如果間隙較大，發電機效率也將難以保障。然而，盡管間隙過大會出現上述不良現象，但是一旦間隙過小，也容易導致動靜碰磨，當動靜碰磨嚴重到一定程度，也容易導致機組振動。
（七）機組真空影響
通常來說，排氣缸溫度一旦發生變化，勢必會導致機組真空現象的發生。反之，一旦產生機組真空的現象，排氣缸溫度也容易發生變化。對于部分機組而言，其軸承與排氣缸進行有效連接，一旦產生真空變化，容易導致后軸承座不再固定，而是進行上下位移。與此同時，排氣溫度也隨之進行改變，排氣缸本身會出現一定熱膨脹作用，在熱膨脹做硬性，后軸承座同樣會產生位移。由此可見，實際輪機安裝的過程中，還應對真空安裝進行有效把控，并對系統開展真空查漏，這樣才能做到對問題的及時發現，并能采取有效措施對問題進行及時處理，從而使安裝質量得到大大提高，切實避免機組振動等現象的出現。
結語：
本文淺要分析探討汽輪機與發電機在電廠運行過程中，機組安裝和軸承振動之間的相關性，并提出了自己的相應看法。通常來說，汽輪發電機組是電廠運行過程中較為重要的設備，一旦機組發生振動，將會對汽輪發電機組造成不良影響。為此，應從機組安裝方面著手，切實遵循相關的圖紙及規范，使安裝質量得以有效保障，從而消除軸承振動帶來不良影響，保障電廠切實實現穩定運行。
參考文獻：
[1]王小存.汽輪發電機安裝中預防振動超標措施[J].價值工程，2013，（28）：61-62.
[2]郝亮亮，吳俊勇，陳占鋒等.轉子匝間短路故障對大型汽輪發電機振動的影響機理[J].電力系統自動化，2014，（4）：25-31.
[3]田科技，孫首群，欒本言等.汽輪發電機定子繞組端部振動模態分析[J].噪聲與振動控制，2014，（6）：33-36.
[4]王鵬.安裝階段汽輪發電機組軸系振動控制要點探討[J].湖北電力，2013，（3）：62-64.
[5]赤二軍.汽輪發電機組軸系振動特征檢測及原因分析[J].城市建設理論研究（電子版），2014，（34）：650-651.
來源：《基層建設》2015年32期