§ 86. Причины и последствия повышенной вибрации турбинной установки

Основными источниками вибрации турбинной установки являются наиболее массивные вращающиеся детали: роторы турбины, генератора и возбудителя. Причины, вызывающие повышенную вибрацию, могут быть различны. Одни из них связаны с особенностями конструкции турбинной установки, другие появляются при ее изготовлении и монтаже, третьи обусловлены режимом эксплуатации. При воздействии периодической силы, изменяющейся с частотой, равной одной из частот собственных колебаний ротора, он попадает в резонанс. При этом отклонения ротора от положения равновесия будут наибольшими и вибрация турбоагрегата резко увеличится. Когда ротор разгоняется до рабочей частоты вращения, он может один или несколько раз попадать в резонанс с различными формами колебаний.

Инструкцией по эксплуатации оговариваются резонансные частоты вращения турбин. Частота собственных колебаний ротора зависит от его размеров и массы, а резонансная частота—от жесткости подшипников, корпуса турбины и фундамента. Некоторые турбины подвержены низкочастотной вибрации, возбуждаемой, напри„мер, периодическими силами, возникающими в масляном слое подшипников и потоке пара, текущем через уплотнения.

Вибрацию подшипников оценивают при пуске. Если при первом пуске вибрация не укладывается в оценку «хорошо», монтажная организация или завод-изготовитель проводят работы, необходимые для снижения ее уровня.

Повышенная вибрация может быть вызвана также недостаточно тщательным монтажом турбоагрегата. Длинный массивный ротор имеет заметный прогиб. Если при этом оси подшипников выставлены неточно, появляется повышенная вибрация турбоагрегата и монтажная организация должна выполнить дополнительные работы по устранению ее причин.

При эксплуатации турбины разбалансировка ротора может увеличиться вследствие остаточного прогиба его оси из-за задеваний в уплотнениях вала, смещения обмотки ротора генератора в пазах или лобовых частях, замыкания ее витков на землю или между собой. Вибрация повышается и в том случае, когда коробятся цилиндры из-за неравномерного нагрева или заеданий между корпусами подшипников и фундаментными плитами, препятствующими их свободному перемещению при прогреве и остывании турбины.

Повышенная вибрация может служить причиной разрушения паропроводов, маслопроводов, водоводов, трубок конденсатора и других элементов турбоагрегата. Под воздействием вибрации оседает фундамент и нарушается установка подшипников, что, .в свою очередь, увеличивает ее.

В соответствии с «Правилами технической эксплуатации» вибрация турбины, генератора и возбудителя должна быть минимальной. Вибрационное состояние турбоагрегата обычно оценивают по двойной амплитуде колебаний корпусов подшипников и измеряют в вертикальном, продольном и поперечном направлениях в установленные сроки. Амплитуду вибрации измеряют также при замет.ттом ее увеличении хотя бы у одного из подшипников. Измерения выполняют при разных частотах вращения ротора (0.3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8и 1 от номинальной частоты вращения) и нагрузках турбоагрегата (0; 0,25; 0,5; 0,75 и 1 от номинальной). Вибрацию каждого подшипника измеряют виброметром (или вибрографом), который обязательно должен иметь паспорт. Прибор устанавливают на специально предусмотренное место на корпусе подшипника. Все измерения сравнивают с проведенными ранее, что позволяет оценить вибрационное состояние турбоагрегата.