西屋引進型600MW汽輪機振動特性分析及優化
理論研究
作者：張代新 謝旭陽
摘要 本文通過簡述汽輪發電機組振動故障診斷及處理技術，根據超臨界機組的自身特點及現有技術，對西屋引進型600MW機組振動特性進行分析，並提出解決方案。
關鍵詞 汽輪發電機組；西屋引進型；B191；振動
中圖分類號TM311 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-0088-02
0 引言
汽輪發電機組是火力發電廠的核心設備，振動是衡量其可靠性的重要安全指標。因此，及時跟蹤和收集同類型機組振動問題，提出處理意見，是火力發電廠和汽輪發電機組振動專業技術人員關心的話題。
1 振動的分類
軸係振動是機組安全性的重要指標，如果振動特性不良，輕者影響機組等效可用係數，重者機毀人亡。根據不完全統計，事故發生原因和機率如圖1所示。從圖中可以看出軸係振動不僅與橫振有關，而且還取決於扭振特性，不但與轉子的固有特性有關，而且還取決於轉子間的連接和支撐係統。所以全麵分析軸係振動特性、避免振動事故的發生尤為重要。
振動分為四類：自由振動、強迫振動、自激振動和隨機振動。一般來講，振形穩定的一般為強迫振動，如摩擦熱不平衡會表現成漸變和離散；較無規律的為自激振動。判斷陣型簡要辦法：汽缸兩側軸承相位同向為一階，反向為兩階；發電機兩側軸承相位同相為三階。
1.1 轉子的不平衡量
強迫振動是指外來激振力作用下而發生的振動。一般而言，強迫振動的頻率與激振力的頻率相同。高速旋轉時，轉子上殘餘不平衡量將產生擾力，使轉子產生強迫振動，振動位移的大小與殘餘不平衡量成正比，所以在轉子設計、加工和裝配時要嚴格控製加工精度和裝配質量，是殘餘不平衡量降到最低，表現為一倍轉速頻率，處理辦法就是做高速動平衡。
1.2 回轉效應
對於跨內非對稱設計或有較長外伸端得轉子，以及外伸端上設計有較大葉輪和聯軸器幅輪的轉子，在做弓形旋轉時都會產生回轉力矩，使轉子振動增大，甚至影響轉子動平衡精度，在進行轉子設計時應嚴格控製外伸質量和長度，一般來說，外伸端長度不大於三倍軸頸。
1.3 軸承型式及其特性
軸承對轉子振動特性的影響僅次於臨界轉速，它可使得轉子彈性臨界轉速與轉子固有頻率恒小於1，轉子剛性愈大時，該比值約小。相同轉子和相同軸承參數時，不同型式軸承油不同的油膜特性，對轉子振動特性的影響也不同，一般來說，軸瓦穩定性好壞依次為；可傾瓦瓦、三油楔子瓦、橢圓瓦、圓瓦，承載能力依次變好。筆者認為，即使可傾瓦也存在油膜激振失穩現象。軸承座分為落地式和坐缸式，前者獨立不受汽缸牽製，穩定性較好；後者在軸係找中時要進行預調0.15mm～0.20mm。低頻振動主要原因是振動係統失穩，但絕不等同。基礎分為剛性基礎和彈性機組，基礎的靜剛度足以維持設備的穩定性，應當關注基礎的動剛度和動態響應，同時還要使基礎各階頻率避開設備工作轉速，最好使軸承支撐部門基礎振動烈度小於軸承座振動烈度，以保證機組平穩運行。
1.4 轉子中心找正