汽輪（lún）機的振動大小，是（shì）評價（jià）汽輪機組運（yùn）行可（kě）靠性的重（chóng）要指標。對於高速轉動的汽輪機來說，微小的（de）振動是不可避免（miǎn）的（de），振動幅度不超過規定的標準屬於正常振動。對汽輪機的運轉沒有影響，但是當振動（dòng）超過規定（dìng）限值時，對整個汽輪機組的運行是有害的，表明機組內部存在缺陷。本文所分析的就是（shì）這種振動過大的異（yì）常振動產生的原因和減小振動的方法（fǎ）。

　　一、汽輪機振動（dòng）過（guò）大的危害

　　汽輪機（jī）組振動過大，會使機組內部部件的連接鬆動，基礎台板和基（jī）礎之（zhī）間的剛性連接削弱，或（huò）使機組的動（dòng）靜部分發生摩擦，造成轉子變形（xíng）、彎（wān）曲（qǔ）、斷裂，甚（shèn）至是葉片損壞。當機頭發生振動時，可能直接導致危機保安器動（dòng）作，造成停機事故。當汽輪機動靜葉片由於過大的振動而（ér）發生相對偏移時，會（huì）造成高低壓端部軸封發生不正常磨損。低壓缸端軸封的磨損破壞軸封的密封作用，使空氣被吸入負壓狀態下的（de）低壓缸，破壞凝汽器的真空，直接影響汽輪機組的經濟運（yùn）行。高壓缸端軸封的破壞會（huì）使高壓缸的蒸汽大量向外泄露，降低高壓缸做（zuò）功能（néng）力，甚至會引起轉子發生局部熱彎曲。泄露的高壓蒸汽（qì）如果進入軸封係統的油檔中，使潤滑油（yóu）內混入（rù）水分，造（zào）成（chéng）油膜失穩，也（yě）可能產生油膜（mó）振蕩，造成（chéng）軸瓦烏金熔化。當過大的振動造成軸彎曲時，可能使發（fā）電機滑環和電刷的磨（mó）損加（jiā）劇、靜子槽楔鬆動、絕緣被破壞，造（zào）成發電機或勵磁機（jī）事故。當過大的振動造成某些緊固螺絲鬆脫、斷裂時，甚（shèn）至會造成整個汽輪機組的報廢。所以，消除異常（cháng）振動，是確保安全（quán）生（shēng）產的重要環節（jiē）。

　　二（èr）、汽輪機異常振動的原因分析與（yǔ）解決方法

　　汽輪機組負擔著（zhe）將熱能轉化為電能的任務，由於其長時間運行、關鍵部位長期磨損等特點，各種（zhǒng）故障時常發生（shēng），其中，振動異常是汽輪機組常見（jiàn）故障中（zhōng）Z頻繁的一種，嚴重影響了電廠的正常發電。由於振動產生的原因非常複雜，汽輪機組的任何（hé）一個設備或者介質的異常，都可能造成機組振動，比如進汽參數、疏水、油溫、油質等。因此，想要解決汽（qì）輪機的異常振動，針對導致異常振動的原因分析尤為重要，隻有查明原因（yīn），對症維修，才能（néng）Z根本的解決問題（tí）。

　　造成汽輪機組振動（dòng）異常的主要原（yuán）因有（yǒu）以下幾種：轉子質量不（bú）平衡、轉子彎曲、中心不正、油膜自激（jī）振蕩、汽流激振等。

　　2.1轉子（zǐ）質量不平衡引起的振動

　　轉子上的裝配部件在（zài）機械加工時，內孔與轉子中心不同心，或部件質量對轉動中心不對稱；轉子上的葉（yè）片、拉金斷落（luò）或不對稱磨損；轉子鍛件在加工及處理過程中有過大的殘餘變形，引起轉子永久性撓曲；在檢修時，在轉子上進行拆裝葉輪和（hé）葉片、更換聯軸器零件、更換發（fā）電機線圈、車削轉子軸頸或直軸（zhóu）等工作，都有（yǒu）可能造成轉子（zǐ）質量（liàng）不（bú）平衡。

　　轉子（zǐ）質量不平衡是汽輪機振動異（yì）常的Z主要（yào）原因，70%以上的異常振動是（shì）轉子質量不平衡引起的，其特點是，振幅與不平衡質量成正比，振動頻率等於（yú）轉子的振動頻率，波形為正弦波，振幅及相位始終保持常數，而與負荷無關。

　　這（zhè）類振（zhèn）動隻需要找好平衡即可（kě）解決。由於其發生概率高，解（jiě）決方便，在（zài）汽輪機組發（fā）生振動（dòng）時（shí），應成為首（shǒu）要（yào）分（fèn）析對象。

　　2.2轉（zhuǎn）子（zǐ）彎（wān）曲

　　轉子彎曲引起的振動，由於彎曲的原因不同，各自振（zhèn）動的變現特點也不同。當轉子產生永久（jiǔ）彎曲而引（yǐn）起振動時，其特點與質量不平衡時的振動情況（kuàng）相（xiàng）同，在通過臨界轉速時振動幅值特別（bié）明顯地增大；在汽輪機啟動、停機過程中，由於加熱或冷卻不均（jun1）勻而引起的彈性（xìng）熱彎曲也會引起振動。可以通過停機重（chóng）啟或降低轉速，延長暖機（jī）時間等（děng）方法，待轉子溫度均勻後，熱彎曲消除，即可消除振動。但是，當彎曲造成汽輪機（jī）動靜部分摩擦時，如果摩擦力（lì）很大，將進一（yī）步破壞轉子的平（píng）衡，使摩擦增大（dà），形成惡性循環，振動波形紊亂，應迅速停機，否則由於局部過熱可能造成轉子永久彎（wān）曲；用有（yǒu）缺陷的材料來鍛造（zào）轉子（zǐ），具有熱不穩定性。這種轉子隨著被加熱而出現彈性熱撓性變形。由於熱不穩定性而引起汽輪機振動，其幅值與負荷成正比，振幅（fú）變（biàn）化在時間上與負荷變化滯後1-3小時。滯後時間取決於（yú）轉（zhuǎn）子結構、質量和蒸汽參數；轉子裝配時，可（kě）能由於葉輪與軸的配合不（bú）良鍵在鍵槽中歪斜等原因產生（shēng）撓性變形，引起汽輪機振動。這種振動常常因為多次啟停，造成（chéng）配合削弱，振幅與相（xiàng）位隨（suí）之變化。

　　如果轉子由於溫度不均勻或裝配問題造成彎曲，可通過停機重啟、降（jiàng）低轉速、延長暖機（jī）時間、重新裝配等方法恢複的，轉子可繼續使用。如果轉子由於各種原因已經產生了永久性彎曲（qǔ），隻有更換轉子才能（néng）消除振動。所以，在轉子製造（zào）時的（de）材料監督、裝配時的安裝（zhuāng）精度以及啟停機時的（de）轉速控（kòng）製都（dōu）應尤為重視，避免造成轉（zhuǎn）子永久性彎曲，影響正常生產（chǎn）。

　　2.3中心不（bú）正

　　一種是轉子（zǐ）軸線中心不在一條直線上。產（chǎn）生（shēng）這種問題的原因除找中心的質量不好之外，還（hái）可能是汽缸熱膨脹受阻、蒸汽（qì）管道熱（rè）膨脹補償不足。對於核電廠汽輪機的撓性轉軸，兩軸線不同心會使聯軸器的磨損加速，表麵摩擦係數（shù）增大，導致撓性聯軸器無法起到補償調節的作用。另一（yī）種是汽輪機與發電（diàn）機兩個轉子之間聯（lián）軸器中心偏差過大或聯軸器（qì）有缺陷。對於用撓性聯軸器連接的轉（zhuǎn）子，當聯軸器（qì）有缺陷不能對中心自動調整時（shí），可能發生振動。當聯軸器耦合原件之間正常齧合被破壞，從而導致傳遞扭矩在聯軸器周上（shàng）分布不均勻（yún）時，也會發生（shēng）振動。中心不正的振動特點是波形呈正弦波，振動的頻率等於轉子的轉速，與機組的工況無關。由於轉子柔度與軸承油膜的彈（dàn）性影響（xiǎng），隻有靠近有缺陷聯軸器的軸承才會出現明顯的振動。相鄰的兩個軸的振動相位相反。

　　針對中（zhōng）心不正引起的振動解決方（fāng）法主要（yào）靠檢修和安裝調試時的細心工作，從（cóng）而保證汽輪機組的正常工作。

　　2.4油膜自激振蕩

　　油膜自激振蕩是汽輪機（jī）發電機轉子在軸承油（yóu）膜上高速旋轉時（shí），喪失動力穩定性的結果。其特點（diǎn）是振（zhèn）蕩主頻約等於發電機（jī）的一階臨界（jiè）轉速，且不隨轉速（sù）變化而（ér）變化。

　　當汽輪（lún）機組發生油膜振蕩時，應增加軸瓦比壓，方法是縮短軸瓦長度，即減小長徑比（bǐ），或調整聯軸器中心，保證熱態時各軸瓦負荷分配均勻。

　　2.5汽（qì）流（liú）激振

　　汽流激振有兩個主要特征：一（yī），出現較大值的低頻分量；二，振動（dòng）受運行參數影響明（míng）顯，且增大呈突發性。其主要（yào）原因（yīn）是由於葉片受到不均衡的汽流（liú）衝擊對於大（dà）型機組，由於末級（jí）較長，汽體在葉片末端膨脹所（suǒ）產生（shēng）的紊流也可能造（zào）成汽流激振。同時，軸（zhóu）封也可能發生氣流激振現（xiàn）象。

　　針對汽輪機組氣流激振的特（tè）點，其故障分析（xī）要通過長時間的記錄（lù）機組的振動數據，做成成組（zǔ）的曲線（xiàn），觀察曲（qǔ）線的變（biàn）化趨勢和範（fàn）圍。通過改變升降負荷速率，觀察曲線的變化情況，Z終有目的的改變汽輪（lún）機不同負荷時的高（gāo）壓調速汽門的重疊特性，消除汽流激振。也就是，確定機組產生汽流激振的工作狀態（tài），采用降低負荷變（biàn）化率和（hé）避開氣（qì）流激振的負荷範圍的方式來避免汽流激振的產生。

　　2.6軸承的軸向振動

　　在測量汽（qì）輪機組振動過程（chéng）中，也會發現軸承軸向振動過（guò）大的現象。其振動（dòng）特點是頻率與轉速相同，軸向振動的（de）幅值與轉子的撓曲程度成正比，而（ér）各軸承的振動相位取決於轉子撓曲彈性線（xiàn）的形狀：在一階臨界轉速附近，兩個軸承的軸向振動相位相反；在二階臨界轉速附近，兩個軸承的軸向振動相（xiàng）位則相同。由（yóu）於情況比較特殊，將軸向振動歸為（wéi）一種振（zhèn）動現象。其（qí）主要原因有三種：一、彎曲的轉子在旋轉時，軸頸產生偏轉（zhuǎn），軸（zhóu）頸（jǐng）在軸瓦內的油膜承力中（zhōng）心沿軸向隨（suí）轉速發生周期性變化，從而引起軸承座軸向振動；二、軸瓦（wǎ）受力中心與軸承座幾何（hé）中心不重合；三、軸承座不穩固。撓性（xìng）轉子在旋轉時，將會使軸瓦及軸承座做相應的偏轉，但軸承無法追隨軸頸的偏轉隻能形成軸（zhóu）向振動。

　　針（zhēn）對前兩（liǎng）種振動原因（yīn）的解決方法，前文中都有提到，在此不做複述（shù）。對於軸承座不（bú）穩固而引（yǐn）起的振動，做到及時發現，及時加固即（jí）可解決。

　　三、振動的在線監測

　　目前大型機組都裝有軸係監測裝置（zhì），對振（zhèn）動進行在線監測，為振（zhèn）動監測及分（fèn）析創造了良（liáng）好的條件。對於振動的（de）在線監測（cè），要做好記錄工作，以便在發生異常振動時進行對比分析，找出振動的原因。如果（guǒ）在運（yùn）行時發現機組振（zhèn）動異常，應馬上派人進行現場測試，如果振動確實超過（guò）了規定（dìng）限值，應做到及時停機，防止對（duì）機組造成破壞；對於未超過限值的振動異常增大，要及時查找原因，並采取措施（shī），防止振動繼續增大。如果在（zài）線監測儀表（biǎo）未出現異常變化，但現場人（rén）員聽到（dào）汽輪機組有異常聲響（xiǎng）時，也應進行停機檢查，防止葉片脫落（luò）或有異物進去汽輪機，對汽輪機組造成破壞。

 

　　四、總結

　　振動產生的原因是十分複雜的，而且每個汽輪機組的情況也都不同，因此需要針對每一個機組（zǔ），進行一係列的試驗，找出振動的規律，做好記錄工作（zuò），結合運行與檢（jiǎn）修時（shí）的資料，進（jìn）行綜合分析，才能找到振動的原因，加以消除。在（zài）生產運行中，還必須做好（hǎo）振動（dòng）監測工作。避（bì）免異（yì）常振動的發生，確保整個電廠的正常運行。