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汽輪機振動原因及預防措施
摘要： 步入二十一世紀后，電力設施取得了越來越重要的地位，各式各樣的發電廠陸續建成。汽輪機作為火力發電廠中重要的設備，其工作狀況極大地影響了發電效率。汽輪機工作時的振動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原因并就其原因給出建議，以供參考。
關鍵詞：汽輪機 解決措施 振動原因
引言
引起汽輪機產生振動的原因極其復雜，這些因素可能是各個方面相互作用的綜合結果，致使汽輪機產生振動。這些在工作時的振動往往會使機械的可靠性、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，振動產生的噪聲同時對周圍的設備都會有較大影響和破壞，并且會極大地降低發電機的發電效率。綜合汽輪機的振動，主要有三個方面原因：結構設計、汽輪機的安裝和汽輪機的工作運行方面[1]。對此，我們必須就產生振動的各個因素尋求解決辦法，以保證汽輪機的正常工作。
一、汽輪機的結構設計方面
1、轉子質量的不平衡
轉子的質量不平衡可分為靜不平衡和動不平衡。對于軸向尺寸較小的轉子一般為靜不平衡問題，在轉子質量重心偏離中心一定距離時會產生離心力，離心力的合力不為零時，它的方向會隨著轉動而發生周期性的變化，同時離心力會對軸承施加一個附加的動壓力，使整個機械產生周期性的振動。因此調整轉子的質量分布，使轉子工作時離心力達到平衡，以消除附加動壓力，盡可能的減小由于離心力產生的機械振動，要求機械轉子在設計時必須使回轉中心同轉子質心重合。若在設計后產生一定的偏差，則使用靜平衡試驗法：利用靜平衡架找出不平衡質徑積的大小和方向，在相反方向加上附加質量以平衡不平衡質量的質徑積。
轉子的動不平衡往往是對在軸向尺寸較大的轉子，其質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。必須使用動平衡試驗法：選定兩個輔助平面將各不平衡質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使轉子發生永久性的變形，從而使汽輪機產生振動。對于轉子發生了此類變形，應當使用直軸處理方法解決。因此在設計時要注意轉子剛度設計，以防出現過大的變形。
二、汽輪機的安裝
1、軸承座的安裝
軸承座安裝時要嚴格的按照設計圖紙上的設計安排安裝，在施工時工人不可因為怕麻煩隨意改動或按照自我意愿安裝。為確保軸承座的安裝精度，在安裝時應多次測量，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。在安裝過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，不會因受力不均而發生振動。
2、凝汽器與低壓排氣口之間的連接
汽輪機在設計工作時，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，這要求低壓缸在進行安裝工作時不能受到外力的作用，一旦受到外力的作用使低壓缸產生形變，會使低壓缸與凝汽器發生摩擦導致振動。為防止這種情況的發生，在安裝時應當在低壓缸的支撐點處用百分表進行精密的測量，同時要提高低壓缸的安裝精度，防止直接與凝汽器安裝產生沖突造成安裝困難，產生振動。
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的平穩性，同時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，就會由于氣缸的物理空間分布不均勻致使蒸汽在釋放時不均勻導致整個機體的振動。在安裝時由于機體尚未工作，一旦機體開始工作，其工作環境會由于溫度上升發生變化，使汽缸受熱膨脹，導致汽缸的物理形狀發生變化產生上述的振動。因此在安裝時應將這種情況加以考慮，確定好各部件的位置精度，保證機體不會由于這種情況發生振動。
4、軸承的安裝要求
在一般的汽輪機中，大多數都會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等特點。可傾瓦式的轉子軸承在工作時可以進行一定程度的自由擺動，從而增強了機體的支撐柔性，吸收一定的振動，具有減振的特點。在安裝時要注意軸瓦與軸承蓋之間預緊力的大小，預緊力過大會使軸承蓋和軸瓦變形，增加接觸點的正應力，加快零件的疲勞損壞;預緊力過小則無法到達緊固的目的，導致零件的相對移動，造成振動。
同時，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因受力不均發生振動。
在安裝推力軸承時要嚴格按照設計圖紙要求，以防止過小推力使油膜變薄或過大的推力造成的對軸瓦的沖擊[3]，減小軸瓦的壽命。
5、滑銷系統的間隙控制
汽輪機中設計眾多的滑銷是為了控制在汽輪機工作時，由于汽輪機內部受到高溫高壓的環境，使氣體發生氣體膨脹，或者是氣體在不同的工作環境(高壓、中壓、低壓，較大溫差)時，保證在氣體受熱時膨脹，氣壓對缸體內壁膨脹力的作用;氣體在受冷時收縮，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生偏移而設計。滑銷的目的在于減小這種由于氣體環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，使汽輪機在各種工作狀況下都能滿足各個部件在預定的位置，以保證機體中心與轉子中心的重合，減小振動。在滑銷安裝時，要確保滑銷系統設計的滑銷和銷槽在設計的范圍內，并且滑動接觸面光滑，使滑銷在銷槽內能夠自由移動。
6、汽輪機中活動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，在汽輪機工作時，由于氣流作用會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。因此在工作人員安裝這些細小零件時必須十分的謹慎小心，確保沒有遺漏的零件。同時汽輪機的葉片要定期進行檢查、維護，保證葉片的完好，不會因為葉片的裂隙造成汽輪機的振動。
三、汽輪機的工作運行
汽輪機在工作運行時的振動主要是由于不當操作導致，例如過載導致機體實際承受的應力大于設計時的許用應力，造成機械部件的變形導致振動，因此汽輪機在運行時要嚴格遵守汽輪機的運行規程，根據運行規程上的步驟進行操作，不可因為圖一時簡便操作，使汽輪機處于不正常的工作狀態，導致零件壽命縮短，出現機體的振動。
四、結束語
自第二次工業革命后，人們進入電氣時代，人們對電的依賴程度越來越深，供電的能力在一定程度上也是一個國家的綜合實力的表現。在眾多的發電廠中，火力發電仍然占據主要地位，汽輪機作為火發電廠的重要部件，其工作振動情況極大地影響了發電效率。因此控制汽輪機工作時的振動十分重要，我們要詳細了解汽輪機振動的原因，并就其原因尋找解決問題的對策。做好汽輪機設計、安裝、正確運行等方面的工作，從而控制振動在可接受的范圍內滿足發電需求，提高供電能力，改善發電質量以滿足現代人對電力的需求。
參考文獻：
[1]王開艷.汽輪機振動原因及預防對策[J].科技傳播，2011，13：45-46.
[2]霍寶.汽輪機安裝中幾種振動原因及預防對策[J].中小企業管理與科技(下旬刊)，2015，03：303-304.
[3]張寶存.汽輪機安裝中幾種振動原因及預防對策[J].安裝，2010，08：25-27.
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