【正文】 ?????????????? 4 （四）汽輪機的用途 ???????????????????? 5 （五）汽輪機的發(fā)展狀況 ?????????????????? 5 二、汽輪機振動帶來的危害 ????????????????? 6 （一）轉(zhuǎn)動部件損壞 ???????????????????? 7 （二）連接部件松動 ???????????????????? 7 （三）機組動、靜部分摩擦 ????????????????? 7 （四）引起基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞 ?????????? 7 （五）有可能引起危急保安器誤動作而發(fā)生停機事故 ?? ???? 7 三、汽輪機發(fā)電機組振動的評價標準 ?????????????? 7 四、汽輪機異常振動的可能原因 ???????????????? 8 （一）汽輪機轉(zhuǎn)子塑性變形 —— 大軸彎曲 ??????????? 9 （二）汽輪機轉(zhuǎn)子動平衡校正精度不高，或 轉(zhuǎn)子質(zhì)量平衡塊定位不牢固 ????????????????????????????? 9 （三）滑銷系統(tǒng)存在問題 ?????????????????? 10 （四）汽輪機軸承基礎(chǔ)不牢固、臺板松動，軸承座堅固螺栓松動 ? 10 （五）發(fā)電機轉(zhuǎn)子有熱彎曲 ????????????????? 11 （六）引進型 300MW 機組發(fā)電機的勵磁機采用三支承結(jié)構(gòu)， 抗振動穩(wěn)定性較差 ??????????????????????????? 11 （七）汽輪機軸承油膜不穩(wěn)定或震蕩的原因 ?????????? 11 （八）軸承動態(tài)標高變化 ?????????????????? 11 （九）高中 壓轉(zhuǎn)子振動爬升及其原因 ????????????? 11 （十）轉(zhuǎn)子中心孔進油 ??????????????????? 13 （十一） 聯(lián)軸器不對中 ??????????????????? 14 五、防止振動損壞的措施 ??????????????????? 14 六、結(jié)論 ?????????????????????????? 16 參考文獻????????????????????????? ? 18 致謝???????????????????????????? 19 2 一、汽輪機簡介 （一）汽輪機 的 工作原理 汽輪機（見圖 圖 2）是將蒸汽的能 量轉(zhuǎn)換成為機械工的旋轉(zhuǎn)式動力機械。來自鍋爐的蒸汽進入汽輪機后，依次經(jīng)過一系列環(huán)形配置的噴嘴和動葉，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能。 圖（ 1） 汽輪機內(nèi)部 圖（ 2） 汽輪機 （二）汽輪機 的 結(jié)構(gòu)組成 汽輪機是由轉(zhuǎn)動部分和靜止部分兩個方面組成。如圖（ 3）單級汽輪機的 結(jié)構(gòu)圖。 高壓缸有單層缸和雙層缸兩種形式。雙層缸適用于參數(shù)相對較的汽輪機。高壓內(nèi)缸由水平中分面分開，形成上、下缸，內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上。貓爪由下缸一起鑄出，位于下缸的上部，這樣使支承點保持在水平中心線上。中壓內(nèi)缸在水平中分面上分開，形成上下汽缸，內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出來的一外凸臺和在內(nèi)缸上的一個環(huán)形槽相互配合，保持內(nèi)缸在軸向的位置。中壓外缸也以前后兩對貓爪分別支撐在中軸承箱和 1 號低壓缸的前軸承箱上。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分為三個部分，但在安裝時，上缸垂直結(jié) 合面已用螺栓連成一體，因此汽缸上半可作為一個零件起吊。低壓內(nèi)缸支承在外缸上。低壓缸的位置由裙式臺板和基礎(chǔ)臺板之間的滑銷固定。 3． 靜葉片 4 隔板用于固定靜葉片，并將汽缸分成若干個汽室。 葉片一般由葉型、葉根和葉頂三個部分組成 。 葉根是將葉片固定在葉輪或轉(zhuǎn)鼓上的連接部分。 5． 汽封 轉(zhuǎn)子和靜體的間的間隙會導(dǎo)致漏汽，這不僅會降低機組效率，還會影響機組安全運行。 汽封的作用是為了防止蒸汽泄漏和空氣漏入，汽封按安裝位置的不同， 分為通流部分汽封、隔板汽封、軸端汽封。 （ 三）汽輪機 的 種類 1． 按結(jié)構(gòu) 有單級汽輪機和多級汽輪機；各級裝在一個汽缸內(nèi)的單缸汽輪機，和各級分裝在幾個汽缸內(nèi)的多缸汽輪機；各級裝在一根軸上的單軸汽輪機，和各級裝在兩根平行軸上的雙軸汽輪機等。 3． 按熱力特性 有蒸汽主要在各級噴嘴 (或靜葉 )中膨脹的沖動式汽輪機；蒸汽在靜葉和動葉中都膨脹的反動式汽輪機；以及蒸汽在噴嘴中膨脹后的動能在幾列動葉上加以利用的速度級汽輪機。 5 5． 按汽缸數(shù)目 可分為單缸汽輪機、雙缸汽輪機和多缸汽輪機 。 （四）汽輪機 的 用途 汽輪機主要用作發(fā)電用的原動機，也可直接驅(qū)動各種泵、風(fēng)機壓縮機和船 舶螺旋槳等。汽輪機通常在高溫高壓及高轉(zhuǎn)速的條件下工作，是一種較為精密的重型機械，一般須與鍋爐（或其他蒸汽發(fā)生器）、發(fā)電機 (或其他被驅(qū)動機械 )以及凝汽器、加熱器、泵等組成成套設(shè)備，一起協(xié)調(diào)配合工作。 （ 2） 在 60 年代，世界工業(yè)發(fā)達的國家生產(chǎn)的汽輪機已經(jīng)達到500— 600MW 等級水平。C ， 3600rpm； 1974年西德 KWU 公司制造的 1300MW 單軸半速（ 1500 rpm）飽和蒸汽參數(shù)汽輪機投入運行，； 1982 年世界上最大的 1200MW 單軸全速汽輪機在前蘇聯(lián)投入運行，壓力 24 Mp，蒸汽溫度 540176。 （ 3） 目前世界各國都在研究大容量 、高參數(shù)汽輪機的研究和開發(fā)，如俄羅斯正在研究 2020MW 汽輪機 。 1955 年上海汽輪機廠制造出第一臺6MW 汽輪機。 70 年代進口了 10 臺 200— 320MW 機組，分別安裝在了陡河、元寶山、大港、清河電廠。 （ 2） 1987年采用引進技術(shù)生產(chǎn)的 300MW機組在 石橫電廠投入運行； 1989年采用引進技術(shù)生產(chǎn)的 600MW 機組在平圩電廠投入運行； 2020 年從俄羅斯引進兩臺超臨界 800MW 機組在綏中電廠投入運行。哈爾濱汽輪機廠 1956 年建廠，先后設(shè)計制造了我國第一臺 25MW、 50MW、 100MW 和 200MW 汽輪機， 80 年代從美國西屋公司引進了 300MW 和 600MW 亞臨界汽輪機的全套設(shè)計和制造 技術(shù)，于 1986 年制造成功了我國第一臺 600MW 汽輪機，目前自主研制的三缸超臨界 600MW 汽輪機已經(jīng)投入生產(chǎn)。北京北重汽輪電機有限責(zé)任公司做為后起之秀，以 300MW 機組為主導(dǎo)產(chǎn)品，它是由始建于 1958 年的北京重型電機廠通過資產(chǎn)轉(zhuǎn)型在 2020 年 10 月份成立的又一大動力廠，目前 2 臺 600MW 汽輪機也已經(jīng)在今年投入生產(chǎn)。 （六）汽輪機 的 優(yōu)點 與往復(fù)式蒸汽 機相比，汽輪機中的蒸汽流動是連續(xù)的、高速的，單位面積中能通過的流量大，因而能發(fā)出較大的功率。 二、汽輪機振動帶來的危害 我國北方城市由于水利資源較南方少，火力發(fā)電是城市用電的主要來源。汽輪機作為發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，其故障率的減少對于整個系統(tǒng)都有著重要的意義。 （一）使轉(zhuǎn)動部件損壞 。 （二）使連接部件松動 。 （三）使機組動、靜部分摩擦 。 （四）引起基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞。 汽輪機組發(fā)生異常振動，往往是設(shè)備 損壞的先兆或象征。劇烈振動發(fā)展到一定程度會使機組動靜之間發(fā)生碰擦，嚴重時將導(dǎo)致大軸彎曲，而動靜相碰、大軸彎曲反過來又加劇了振動，產(chǎn)生惡性循環(huán)，最后可能引起汽輪機緊固件松弛、軸承烏金碎裂、軸承座基礎(chǔ)松動，甚至損壞整個機組和廠房建筑物。 針對這樣的情況，加強汽輪機汽輪機異常振動分析，為發(fā)電企業(yè)誒秀部門提供基礎(chǔ)分析就顯得極為必要， 三、汽輪機發(fā)電機組振動的評價標準 汽輪機發(fā)電機組振動值一般用軸承的振幅或軸的振幅的大小來衡量。 8 表（ 1）汽輪機發(fā)電機組振動標準 機組轉(zhuǎn)速（ r/min） 軸承的雙峰振幅（ mm） 優(yōu)秀 良好 合格 3000 1500 由于受到軸承及油膜剛度的影響，在軸承上測得的振幅不能完全反映出轉(zhuǎn)動部分的振動情況，因此還應(yīng)直 接測量轉(zhuǎn)子的振動數(shù)值做為標準才是合理的。國家規(guī)定了 3000/min 汽輪機軸承和軸的振動標準，見表（ 2）。當前 ,國產(chǎn) 300MW汽輪機組多數(shù)采用雙缸 (高中壓合缸 )雙排汽、軸系四支承結(jié)構(gòu) （見圖 4） ,低壓轉(zhuǎn)子兩端軸承坐落在排汽缸上。 1． 汽輪機軸封、隔板汽封塊因安裝問題而使間隙太小時，運行時會產(chǎn)生動靜磨擦。 2． 汽缸受熱不均或汽輪機進冷水、冷汽時，會造成上下汽缸溫差過大，使汽缸產(chǎn)生熱變形或拱背彎曲，導(dǎo)致汽輪機軸端和隔板徑向間隙消失相碰。 3． 汽輪機停用后消缺或盤車裝置存在問題，使盤車不正常，引起轉(zhuǎn)子熱彎曲、晃度值超標。 汽輪機運行中，轉(zhuǎn)子上葉片斷落，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生新的不平衡，且由于葉片斷落使轉(zhuǎn)子受到的蒸汽力不平衡而產(chǎn)生較大彎矩，這些原因都將引起汽輪機異常振動。所以 在大修期間，一般都要對汽輪機葉片上的結(jié)垢進行清理，在進行除垢時應(yīng)該保證除垢方法的正確性，同時要注意對整個轉(zhuǎn)子 都要進行除垢，這種轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生 10 新的質(zhì)量不平衡現(xiàn)象經(jīng) 長 在電廠發(fā)生過。 眾所周知，汽輪機在起動、停機和運行時，汽缸的溫度變化較大，將沿長、寬、高幾個方向膨脹或收縮，因此，為保證汽缸定向自由膨脹，并能保持汽缸與轉(zhuǎn)子中心一致，避免因膨脹不均勻造成不應(yīng)有的應(yīng)力，同時也為了避免因膨脹不均勻而引起的機組振動，必須設(shè)置一套滑銷系統(tǒng)。 不論是汽輪機還是發(fā)電機，當機組帶負荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹，而又不能讓其自由膨脹，滑銷系統(tǒng)就是用于引導(dǎo)機組膨脹的。由于膨脹受到限制而無法開機的現(xiàn)象在現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)，因此在檢修和安裝期間應(yīng)該對此引起高度重視。 軸承自身特性對機組振動的影響主要包括軸瓦緊力、頂隙和連接剛度等幾個方面 。軸承的連接情況主要對軸承剛度產(chǎn)生影響，若軸承剛度不夠，在同樣大小的激振力下引起的振動較大，所以必須將軸承各連接螺栓擰緊，在現(xiàn)場。 此外軸承墊塊接觸不良及緊力不適當和軸承座底平面與基礎(chǔ)臺板接觸不良也會引起汽輪機振動。由于檢 修工藝馬虎或轉(zhuǎn)動中墊塊與軸承座的接觸腐 11 蝕，墊塊接觸不良，降低了軸承的抗振能力而產(chǎn)生較大的振動。 （五）振動發(fā)生在發(fā)電機部位，振動值隨勵磁電流的增加而增大，可能因為發(fā)電機轉(zhuǎn)