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摘要： 针对国内近年来已经投产的大型汽轮机机组出现的一些振动故障实例，对其发生故障的原因进行分析，并将结果进行一定的归纳总结。
关键词： 大型机组；汽轮机；振动故障；分析治理
中图分类号：TM文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0320157－01
近年来，由于大型火电机组迅速增长，使得国内三大动力生产厂商生产能力已基本饱和，生产制造工期越来越短，另外，投资方对建设阶段的投资控制，对安装工期一味的压缩等条件限制，大部分投产的机组普遍存在汽轮机振动超标问题，本文主要结合国内已投产的相关机组资料与信息，对其振动原因进行了分析、判断，总结归纳了一些现场处理振动问题的技术方案和方法。
1 高中压转子轴振在大负荷工况下振动
国内多台大型机组在带大负荷时多次发生高中压转子突发波动振动，机组负荷在一定数值下时，#1、#2轴振动处于良好范围；而当负荷超过这个数值时，#1、#2轴振动出现不稳定波动，振幅多次超过报警值，并且振动以低频为主。针对此情况，现场随即改变了调节阀进汽顺序，此振动情况方才消失，轴振动幅值重新回到优良范围。类似这种随机波动及振动以低频为主的特点，根据转子动力学分析判断，此类振动属于蒸汽激励振动。产生此类故障的原因一般有以下几种情况：
1）由于外力原因使转子在汽缸中发生偏斜从而导致汽封间隙发生变化，使轴系受力不均。
2）安装、检修过程中或热膨胀不均匀造成轴承标高降低，是轴承与转子接触不良。
3）调节阀的进汽顺序和开启大小也是可能导致蒸汽激励振动的一个重要原因。
对出现上述振动情况的机组，一般可采取调整高压调节阀门进汽顺序、调整汽封间隙、调整转子中心、提高轴承座标高等措施，但要想彻底解决此类问题，还要从设计入手，从源头抓起。
2 低压侧轴瓦振动超标
近年来国内大型机组低压侧轴瓦振动超标有以下几种：
某机组#6轴振动合格，而瓦振动超标。分析此类情况的，轴振动不大，说明转子不存在激振力大问题，而轴瓦振动大，根据现场情况分析有可能是轴承座对轴瓦的支撑刚度不够所致。现场采取了一些加固措施，但效果并不理想。根本的方法还是应从设计入手，选取轴承座刚度好的材料和设计形式等。
另外一种现象是某机组在试运行期间出现#6轴Y方向振动在一定范围内波动，而基频振动相对稳定，其两侧轴振动正常，同时在此振动轴承附近听到异音。经过现场分析判断，振动故障仅在#6轴承附近，随后停机检查#6轴瓦，发现上瓦块定位弹簧断裂，更换弹簧后机组重新启动，此处振动消失。
再者就是振动方式以基频为主，幅值和相位基本稳定，这种振动一般可通过做动平衡得到改善。
3 发电机侧轴振超标
发电机#7轴瓦振动超标在国内投产的多台机组中屡有出现，此处一般发生普通强迫振动，并与励磁电流有关，随其波动。导致此类情况发生的原因是发电机转子有变化的不平衡质量。例如：自身或其部件发生热变形、护环可恢复性位移、通风不顺畅、端部线圈热变形、转子与油挡、密封瓦摩擦。还有就是转子在制造厂“热老化”工艺过程不足。或者是转子线棒、槽楔随励磁电流的变化发生径向位移或匝间短路等电气故障。此类振动，现场一般的处理措施是：在低发对轮处加配重，并应兼顾低压缸两侧轴瓦振动。
#8轴瓦振动超标，此处轴振动处于合格范围，而瓦振动严重超标。此处振动与低压侧轴瓦振动超标的原因基本相同，都是属于轴承座支撑轴瓦的刚度不够。因此，现场应注意以下几个环节：
1）在机组的安装过程中，要保证发电机基础的二次灌浆质量，保证轴承座底板与台板、台板与基础、轴承座中分面间接触良好。
2）保证发电机端盖螺栓紧力足够且均匀。并要做定子负荷分配，按照安装工艺要求阶梯形布置垫片，保证定子承载均匀。
3）要避免氢气冷却器等部件产生共振引起发电机轴瓦振动增大。
4 励磁端轴振动超标
#9轴承为滑环外伸端支撑轴承，很多现场也发生过#9轴振动超标问题，在额定转速下#9轴承振动超标，通过试验发现此处振动随转速升高而增大。分析原因一般是设计和安装过程中存在一定的问题。由于发电机转子和延伸段采用三支撑结构，延伸端转子相对细且长，因此，当延伸端存在原始不平衡或发电机转子-延伸段联轴器安装超差，导致#9轴颈晃度偏大时，#9轴承处就很可能产生很大的轴振动。当发电机转子-延伸段联轴器连接螺栓紧力不足或不均匀时，随着运行时间的延长，联轴器中心也会发生偏差变化，从而引起不平衡，造成振动逐渐增大。一般此类情况现场最有效的办法还是动平衡。
5 低压对轮螺栓挡风护板脱落
国内多台机组在汽轮机冲转过程中，当转速达到某一数值时，#4、5、6轴振动突然增大，#5轴振动更是严重超标。紧急停机后，检查发现靠近#5轴承的对轮螺栓挡风板脱落。挡风板分上下两半，对轮上有一个环形槽，用螺丝把护板固定在环形槽内。由于护板尺寸太小，或是对轮螺栓不合适，导致护板没有完全固定在环形槽内，在离心力达到一定数值时，把固定螺栓剪断，因此安装时一定要确认护板尺寸大小合适，并固定于环形槽内，不得外露。
6 结束语
除上述原因造成机组振动超标以外，在机组启动时，暖机时间不够，升速或加负荷太快也会造成机组振动超标，因此，在启动时，应严格按照厂家资料和机组运行规程进行操作。另外振动的大小在一定程度上不仅影响到机组的经济性，而且直接关系到机组的安全、稳定运行。因此，从设计、生产制造到现场的安装、调试各个阶段都要引起高度重视，确保汽轮机投产后安全、稳定运行。
参考文献：
[1]陆颂元，600MW汽轮发电机组振动缺陷剖析[J].汽轮机技术，2008，50（2）.
[2]张学延等，国产600MW超临界汽轮发电机组振动问题分析及处理[J].热力发电，2006，35（7）：44-47.
[3]罗剑斌等，几台新投产600MW机组振动特点与分析[J].热力透平，2009，38（2）.
关键词： 大型机组；汽轮机；振动故障；分析治理
中图分类号：TM文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0320157－01
近年来，由于大型火电机组迅速增长，使得国内三大动力生产厂商生产能力已基本饱和，生产制造工期越来越短，另外，投资方对建设阶段的投资控制，对安装工期一味的压缩等条件限制，大部分投产的机组普遍存在汽轮机振动超标问题，本文主要结合国内已投产的相关机组资料与信息，对其振动原因进行了分析、判断，总结归纳了一些现场处理振动问题的技术方案和方法。
1 高中压转子轴振在大负荷工况下振动
国内多台大型机组在带大负荷时多次发生高中压转子突发波动振动，机组负荷在一定数值下时，#1、#2轴振动处于良好范围；而当负荷超过这个数值时，#1、#2轴振动出现不稳定波动，振幅多次超过报警值，并且振动以低频为主。针对此情况，现场随即改变了调节阀进汽顺序，此振动情况方才消失，轴振动幅值重新回到优良范围。类似这种随机波动及振动以低频为主的特点，根据转子动力学分析判断，此类振动属于蒸汽激励振动。产生此类故障的原因一般有以下几种情况：
1）由于外力原因使转子在汽缸中发生偏斜从而导致汽封间隙发生变化，使轴系受力不均。
2）安装、检修过程中或热膨胀不均匀造成轴承标高降低，是轴承与转子接触不良。
3）调节阀的进汽顺序和开启大小也是可能导致蒸汽激励振动的一个重要原因。
对出现上述振动情况的机组，一般可采取调整高压调节阀门进汽顺序、调整汽封间隙、调整转子中心、提高轴承座标高等措施，但要想彻底解决此类问题，还要从设计入手，从源头抓起。
2 低压侧轴瓦振动超标
近年来国内大型机组低压侧轴瓦振动超标有以下几种：
某机组#6轴振动合格，而瓦振动超标。分析此类情况的，轴振动不大，说明转子不存在激振力大问题，而轴瓦振动大，根据现场情况分析有可能是轴承座对轴瓦的支撑刚度不够所致。现场采取了一些加固措施，但效果并不理想。根本的方法还是应从设计入手，选取轴承座刚度好的材料和设计形式等。
另外一种现象是某机组在试运行期间出现#6轴Y方向振动在一定范围内波动，而基频振动相对稳定，其两侧轴振动正常，同时在此振动轴承附近听到异音。经过现场分析判断，振动故障仅在#6轴承附近，随后停机检查#6轴瓦，发现上瓦块定位弹簧断裂，更换弹簧后机组重新启动，此处振动消失。
再者就是振动方式以基频为主，幅值和相位基本稳定，这种振动一般可通过做动平衡得到改善。
3 发电机侧轴振超标
发电机#7轴瓦振动超标在国内投产的多台机组中屡有出现，此处一般发生普通强迫振动，并与励磁电流有关，随其波动。导致此类情况发生的原因是发电机转子有变化的不平衡质量。例如：自身或其部件发生热变形、护环可恢复性位移、通风不顺畅、端部线圈热变形、转子与油挡、密封瓦摩擦。还有就是转子在制造厂“热老化”工艺过程不足。或者是转子线棒、槽楔随励磁电流的变化发生径向位移或匝间短路等电气故障。此类振动，现场一般的处理措施是：在低发对轮处加配重，并应兼顾低压缸两侧轴瓦振动。
#8轴瓦振动超标，此处轴振动处于合格范围，而瓦振动严重超标。此处振动与低压侧轴瓦振动超标的原因基本相同，都是属于轴承座支撑轴瓦的刚度不够。因此，现场应注意以下几个环节：
1）在机组的安装过程中，要保证发电机基础的二次灌浆质量，保证轴承座底板与台板、台板与基础、轴承座中分面间接触良好。
2）保证发电机端盖螺栓紧力足够且均匀。并要做定子负荷分配，按照安装工艺要求阶梯形布置垫片，保证定子承载均匀。
3）要避免氢气冷却器等部件产生共振引起发电机轴瓦振动增大。
4 励磁端轴振动超标
#9轴承为滑环外伸端支撑轴承，很多现场也发生过#9轴振动超标问题，在额定转速下#9轴承振动超标，通过试验发现此处振动随转速升高而增大。分析原因一般是设计和安装过程中存在一定的问题。由于发电机转子和延伸段采用三支撑结构，延伸端转子相对细且长，因此，当延伸端存在原始不平衡或发电机转子-延伸段联轴器安装超差，导致#9轴颈晃度偏大时，#9轴承处就很可能产生很大的轴振动。当发电机转子-延伸段联轴器连接螺栓紧力不足或不均匀时，随着运行时间的延长，联轴器中心也会发生偏差变化，从而引起不平衡，造成振动逐渐增大。一般此类情况现场最有效的办法还是动平衡。
5 低压对轮螺栓挡风护板脱落
国内多台机组在汽轮机冲转过程中，当转速达到某一数值时，#4、5、6轴振动突然增大，#5轴振动更是严重超标。紧急停机后，检查发现靠近#5轴承的对轮螺栓挡风板脱落。挡风板分上下两半，对轮上有一个环形槽，用螺丝把护板固定在环形槽内。由于护板尺寸太小，或是对轮螺栓不合适，导致护板没有完全固定在环形槽内，在离心力达到一定数值时，把固定螺栓剪断，因此安装时一定要确认护板尺寸大小合适，并固定于环形槽内，不得外露。
6 结束语
除上述原因造成机组振动超标以外，在机组启动时，暖机时间不够，升速或加负荷太快也会造成机组振动超标，因此，在启动时，应严格按照厂家资料和机组运行规程进行操作。另外振动的大小在一定程度上不仅影响到机组的经济性，而且直接关系到机组的安全、稳定运行。因此，从设计、生产制造到现场的安装、调试各个阶段都要引起高度重视，确保汽轮机投产后安全、稳定运行。
参考文献：
[1]陆颂元，600MW汽轮发电机组振动缺陷剖析[J].汽轮机技术，2008，50（2）.
[2]张学延等，国产600MW超临界汽轮发电机组振动问题分析及处理[J].热力发电，2006，35（7）：44-47.
[3]罗剑斌等，几台新投产600MW机组振动特点与分析[J].热力透平，2009，38（2）.