汽轮发电机组轴承振动原因浅析
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摘 要：导致汽轮发电机组出现轴承振动的原因有很多，例如轴承本身结构的问题，还有轴承与轴承之间的结构不合理的问题，轴瓦的加工不良造成的问题，都可能导致振动发声，在振动发生的过程中，可能会导致汽轮发动机运行出现故障，润滑油油脂和油温发生异常，这都会影响轴承的工作。因此通过对润滑油工作状态进行改善，加强油膜震荡抵抗力，是较好的对策。本文结合汽轮发动机轴承振动大原因进行分析，期望能够在提高汽轮机工作质量，降低汽轮发动机工作故障上起到参考作用。
关键词：汽轮发电机组;轴承振动;原因分析
某台汽轮发电机组存在发电机轴承轴向振动大的问题，作为分析案例可以进行深入探讨。该机组在运行之后，经常出现发电机的轴承轴向的振动问题，振动值在呈现上升状态之后，测到的振动值大幅度增大，这说明汽轮机发电机组的轴承振动已经出现了严重超标的问题。经过测量，轴承底座的轴向振动值甚至达到了300um以上。通过对机组运行进行振动评价之后，发现了可靠性的重要指标。在汽轮发电机组振动的状态下，出现汽轮发电机组的相关故障，需要的安装过程制造过程运行维护过程等进行详细的检查。因为这些环节相互之间是互相影响的，每个环节发生问题都会导致震源的产生，进而导致振动放大、叠加、共振。
一、轴承轴向振动
（1）在进行轴承的轴向振动的检查的时候，一般应该进行振动幅值的检测。振动幅值在机组振动过程中，出现的情况一般分为水平或者是垂直。轴向振动过大，则在发电机组轴承出现了震动的时候，通过对机组的轴承轴向振动原因进行分析，可以看到振动产生的真实原因。
（2）机组发电机转子弯曲，表现在前后轴颈之间，此时轴向的距离会增长，转轴发生一定的静挠度。发电机在运转的时候，如果遇到转紫铜，定子之间空气不均匀，则要进行周期性的电磁力，转子放置在不均匀温度场中，在热力的作用下发生弯曲，轴颈产生偏向，引起了轴承跟轴颈的偏转由转子弯曲引起振动偏大的同时，振动的烈度同传子温度弯曲度可以呈现正比，导致了轴承底座的轴向振动，最终传递给轴承座，发生了轴颈的偏转。
（3）由于轴承座的不稳定，可能导致轴承底座与台板的接触不符合要求。轴振不可避免加剧轴承座的轴相振动。如果轴承无法追随轴型的偏转，则可能使得接触面积达不到75%以上，直接导致分布点不均匀。轴承轴向正中剧烈。由于轴承壳与轴瓦之间的距离偏大，增加了轴承座的轴向振动幅度，在轴承无法跟随轴径偏转运动的前提下，如果轴承紧力越大，则轴承的振动就越大。但是在检修的时候，由于轴承、轴瓦之间是相互独立的，没有依赖的联合体作为参照，因此受到油膜的摩擦阻力影响，在摩擦阻力没有真正发生做功的时候，就会产生轴瓦表面的热量。这些热量被油流带走，少部分传递给了轴承壳体。此时机组运行的时候必然造成轴承升温，进而产生膨胀。通过膨胀量和温度变化量的对比，可以看到最终的膨化数值。如果在常温的空气下轴承过盈量任意放大，此时垫片的压力就会随着摩擦力的增大而增大，随轴颈发生偏转，导致振动出现增大，再加上轴承可对轴承本身没有拧紧力，轴承座本身不稳固，因此造成轴向振动严重超标是在所难免的。
二、由于通风量不平衡和电磁力不平衡造成的震动
在发电机转子弯曲出现的时候，发电机转子产生了振动，电磁力不平衡和通风量不平衡，导致了发电机传子出现了轴向位移。
（1）传统意义上空气间隙不均匀，造成了电磁力不平衡。静子线圈中电流通过，则正常运行时，静子沿轴向方向的对称中心进行了偏置。原动机驅动发电机转子旋转过程中，利用汽轮机中的磁极磁场，产生磁通量之后，在前半部分线圈和后半部分线圈感受的状态下，磁场电磁力不相等，就会导致电磁力持续平衡。
（2）通风量不平衡，使得面积大的一端风压低于面积小的一端风压。此时励磁机转子两头风叶，会随着通风量的不平衡，出现一定的转子。在负荷情况下干扰力不平衡，当发电机停止后，静子中心伴随着通风量的不平衡，导致转子偏置转子和静子在轴向上几何中心存在偏差。发电机卸载后，电磁力出现了干扰力不平衡的状态，由此产生轴向推力。
三、对于轴承轴向振动进行消除的方法
（1）可以调整电磁机和电机的磁力中心，不需要通过复杂的计算，就可以消除通风量和电磁力不平衡的状况。在调整过程中，要对转子的轴向热胀伸长量等进行合理的调配。转子和静子的磁力中心，经过调配之后达到热态重合，实现静止和空载。
（2）探明螺栓松齿的原因，将螺帽的松弛程度和松弛速度进行计算，得到应力松弛和螺栓的疲劳状态，做好记录之后，重新研磨和刮擦轴承底座的台板，确保轴承座和台板接触面积能够达到75%以上，重新调整轴瓦和轴承之间的过盈量，确保外静力在标准的规定的范围内能够紧随轴颈，实现外力的平衡，不再受轴瓦和轴颈的牵制。
四、结语
汽轮发动机发生振动现象是在所难免的，这往往是设备可能发生损坏，或者是这种机械出现故障的信号，为了保证汽轮发动机组的正常运行，在设计阶段就应该进行质量标准和工艺要求的设定，保证汽轮发电机组在运行之后，延长使用寿命，保持机组运行的可靠性。在振动出现的初期做出准确的分析，也是对这种进行制止的有效措施。通过前期的振动原因的分析，采取正确的方法，就能彻底的让振动加以消除。
参考文献：
[1]夏兵初.汽轮发电机组轴承振动大原因浅析[J].科技创新导报，2017，14（32）：84-85.
[2]董玉培.大型汽轮发电机组发电机后轴承轴向振动产生的原因及消除对策[J].汽轮机技术，2005，47（3）：206-208.
[3]谢超，张蕾蕾.125 MW汽轮发电机组轴承振动偏大原因分析与处理[J].中国电力，2007，40（10）：24-27.
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