汽轮发电机机械噪声振动分析与控制浅析

汽轮发电机机械噪声振动分析与控制浅析

赵文菊

山东光大电力集团公司热电厂山东禹城251200

摘要：汽轮发电机机械噪声振动发生的因素较多，并且噪声振动的出现会产生一定的危害。从分类来看，其噪声主要包括机械结构噪声和电磁噪声等。为了确保汽轮发电机的工作效率及质量，有必要加强对其机械噪声振动的分析，并采取有效的控制方法。本课题重点分析研究汽轮发电机机械噪声振动，进一步提出有效的控制方法，以期提高汽轮发电机的工作质量及安全性。

关键词：汽轮发电机；机械噪声；振动；控制方法

近年来，在社会经济稳步发展的背景下，我国机械工程事业呈现了较为快速的发展。从汽轮发电机实际工作来看，由于受到各类原因的影响，容易出现机械噪声振动等问题，从而影响工作的质量及安全性[1]。为了提高汽轮发电机在实际工作中的质量及安全性，因此针对“汽轮发电机机械噪声振动分析与控制”进行课题研究具备一定的价值意义。

1.汽轮发电机机械噪声振动分析

由于汽轮发电机机械噪声振动的危害性较大，因此有必要对其噪声振动深入分析，其具体分析内容包括：

（1）处理关键点。对于汽轮发电机机械噪声振动的处理关键，为识别噪声源；由于基于具体的噪声源测量分析过程中，存在较为复杂的情况，主要是因为机组不同噪声源有相互叠加的影响，所以导致在噪声源认识上不够清晰，识别上不够合理。因此，需正确认识这些处理关键点。（2）机械结构噪声原因。在汽轮发电机当中，机械结构噪声的出现，主要是由于机械结构部件振动引发，即：在电机旋转部件出现摩擦、撞击、不平衡以及结构共振等因素影响下，从而引发噪声。机械结构部件的噪声源较为复杂，大多数情况下是机械部件基于运转期间产生激烈的振动；对此，有必要基于空转状态条件下，明确其振动情况，也就是当机组在没有励磁、负荷的情况，通过判断机组运转是否伴有剧烈的振动，进一步对噪声源进行准确判断。（3）电场噪声判断方法。对于电磁噪声，其形成的机理为：定、转子之间存在气隙不均的情况，或者定、转子槽数搭配不合理，导致电机气隙中引发磁场脉动，进一步导致定子、转子以及整个电机结构发生振动，并且通常表现为低频噪声[2]。通过情况下，对于电磁噪声，其确立方法为，基于带励磁运转的情况下，经增减励磁，进而分析电磁噪声与振动大小的变化情况，进一步对电磁问题加以判断。

2.汽轮发电机机械噪声振动相关控制方法探究

在上述分析过程中，对汽轮发电机机械噪声振动产生的原因有了一定程度的了解。为了提高汽轮发电机的作业质量及安全性，有必要注重相关控制方法的应用。总结起来，具体方法包括：

2.1进行机械结构噪声测试试验

诱发机械结构噪声的因素较多，基于本质角度分析，主要是因为机组长时间运行，或者在安装过程中，导致某一部件松动，或者其系统协联频率和其固有频率相吻合，导致引发激烈的振动及噪声。以某火电厂300MW机组装机为例，一共2台，投入运行一段时间之后，发生了异常的噪声状况，噪声A计权声功率为110dB，对机组的安全运行产生了较大程度的影响，进一步采取了返厂维修措施，然后针对机组实施机械试验和电磁试验，并对定子进行解体检查，采取的定子振动频率试验及定子噪声测试试验方法如下：

（1）定子振动频率试验。在试验过程中，对速度和加速度传感器测点位置进行改变，然后采取多点拾振方法，完成对定子的振动频率测试。取定子机座外部水平中线位置，基于汽端到励端沿轴向两侧各布置测点5个，然后处于两端垂直在机座左右各布置测定1个，进一步把振动响应信号传输到信号分析仪系统当中，完成频谱分析[3]。（2）定子噪声测试试验。在测试试验过程中，取定子机座外部中线水平部位，基于汽端到励端朝轴向两端分别布置测点5个，然后在两端朝轴向分别布置测点1个，进一步基于距离机座外表面1米位置，通过声级计的应用，对噪声的分贝值进行测量，把噪声信号传输至信号分析仪当中，完成频谱分析。

2.2噪声振动控制方法

（1）在上述案例当中，通过相对应的测试试验，发现噪声主要是由于电磁噪声与通风噪声相互叠加诱发的，然而由于低频主频100Hz噪声的存在，因此需充分重视。由于定子噪声是由机械结构产生的噪声，同时在定子铁芯松动的情况下，也容易引发噪声，所以需对铁芯采取重新紧固措施，主要紧固方式为对铁芯背部进行紧固处理。（2）铁芯松动处理。经研究分析发现，在铁芯松动的情况下，会对机组的安全运行产生很大程度的威胁。导致铁芯松动的主要原因包括：铁芯热膨胀、定子铁芯过于压紧等。因此，有必要降低热膨胀力，可以对定子机座支承铁芯结构的径向刚度降低，在借助支承结构的弹性变形的条件下，使机座对铁芯产生的反作用径向力得到有效减小，从而确保和铁芯热膨胀相互适应[4]。与此同时，还可以对定子铁芯径向膨胀的自由度增加，基于托块和定位筋两者间将径向间隙留下，不进行焊接处理，使铁芯能够自由进行移动。此外，为了使铁芯松动的发生得到有效预防，还可以提升铁芯装压的质量，并对压紧部件结构进行改进，比如使用穿芯螺栓和碟型弹簧等。

3.结语

通过本课题的分析与研究，认识到汽轮发电机机械噪声振动的出现，会影响到汽轮发电机的作业效率及安全性。因此，有必要在分析其机械噪声振动产生的原因的基础上，采取有效处理措施，比如通过定子振动频率试验和定子噪声测试试验，完成对铁芯松动的处理，进一步达到预防机械噪声振动产生的目的。总之，需在认真、详细分析原因的基础上，采取有针对性的处理方法，确保汽轮发电机安全、有效运行。

参考文献

[1]袁良忠.舞台机械噪声和振动的控制[J].演艺科技,2015(11):47-50.

[2]黄庆卿,汤宝平,邓蕾,张又进.机械振动无线传感网络数据分块无损压缩方法[J].仪器仪表学报,2015,36(07):1605-1610.

[3]黄庆卿,汤宝平,邓蕾,刘自然.机械振动无线传感器网络跨层同步采集方法[J].仪器仪表学报,2014,35(05):1143-1148.

[4]陈刚,王治国.汽轮发电机机械噪声振动分析与控制[J].防爆电机,2011,46(05):34-38.