單支撐 超超 臨界 1 000 MW 汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)診斷及處理

吳文健，童小忠，應(yīng)光耀，李衛(wèi)軍

（浙江省電力試驗(yàn)研究院， 杭州 310014）

發(fā)電技術(shù)

單支撐 超超 臨界 1 000 MW 汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)診斷及處理

吳文健，童小忠，應(yīng)光耀，李衛(wèi)軍

（浙江省電力試驗(yàn)研究院， 杭州 310014）

單 支 撐 超 超 臨 界 1 000 MW 機(jī) 組 在 浙 江 已 投 產(chǎn) 8 臺(tái) ， 逐 漸 成 為 電 網(wǎng) 的 主 力 機(jī) 組 ， 其 安 全 運(yùn) 行直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定，而振動(dòng)是影響機(jī)組安全運(yùn)行最主要的參數(shù)之一。通過(guò)對(duì)浙江省內(nèi)已投產(chǎn)的8臺(tái) 1 000 MW 汽 輪 發(fā) 電 機(jī) 組 常 見 振 動(dòng) 問(wèn) 題 的 診 斷 處 理 ， 分 析 不 穩(wěn) 定 振 動(dòng) 的 產(chǎn) 生 原 因 ， 并 對(duì) 補(bǔ) 汽 閥 投 運(yùn)產(chǎn)生的振動(dòng)、勵(lì)磁機(jī)過(guò)臨界振動(dòng)大等問(wèn)題進(jìn)行了闡述，為同類機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題的處理提供參考。

單 支 撐 ； 超 超 臨 界 ； 1 000 MW； 汽 輪 發(fā) 電 機(jī) 組 ； 振 動(dòng) ； 診 斷 ； 處 理

我 國(guó) 目 前 已 引 進(jìn) 了 3 種 超 超 臨 界 1 000 MW汽輪發(fā)電機(jī)組：東汽-日立型、 哈汽-東芝型及上汽-西門子型，其中上汽和西門子公司合作生產(chǎn)的 N1000-26.25/600/600（TC4F）機(jī) 組 應(yīng) 用 最 為 廣泛 。 上汽－西 門子 超超臨 界 1 000MW 機(jī)組作為新引進(jìn)的機(jī)組，具有較好的安全性和高效的經(jīng)濟(jì)性，但由于引進(jìn)時(shí)間較短，特別是其特有的單支撐結(jié)構(gòu)形式， 容易出現(xiàn)3號(hào)和 4號(hào)瓦振動(dòng)不穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)對(duì)該類型機(jī)組的振動(dòng)問(wèn)題、機(jī)組振型判別等的研究都還處于起步和探索階段。本文以浙江省內(nèi)投產(chǎn)的8臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)的典型振動(dòng)為例，介紹故障的診斷和處理過(guò)程，供同行參考。

1 單支撐超超臨界百萬(wàn)機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)

上汽廠引進(jìn)西門子技術(shù)生產(chǎn)的單支撐超超臨界 1 000 MW 機(jī) 組 的 軸 系 由 高 壓 轉(zhuǎn) 子 、 中 壓 轉(zhuǎn)子、2根低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子之間采用剛性聯(lián)軸節(jié)連接。高壓轉(zhuǎn)子為雙支撐結(jié)構(gòu)，中壓轉(zhuǎn)子和2根低壓轉(zhuǎn)子為單支撐結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子為三支撐結(jié)構(gòu)，軸系布置如圖1 所示。 機(jī)組的 TSI（汽輪機(jī)安全監(jiān)視）系統(tǒng) 配 有 1 套 瑞 士 Vibmeter 公 司 生 產(chǎn) 的 VM600，在每個(gè)軸承座的 135°方向同時(shí)布置 2 個(gè)加速度傳感器， 測(cè)量軸承座振動(dòng)（又稱瓦振）； 在每個(gè)軸承座 45°、 135°方向各配置 1 個(gè)渦流傳感器 ， 測(cè)量 X 和 Y 方向轉(zhuǎn)子相對(duì)振動(dòng)（又稱軸振）。

西 門 子 1 000 MW 機(jī) 組 汽 輪 機(jī) 采 用 單 支 撐 、大型落地式軸承座的獨(dú)特技術(shù)，與其他公司生產(chǎn)的雙支撐結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)更為緊湊，軸承座數(shù)量少 3 個(gè)， 軸向總長(zhǎng)短 8～10m。 軸承支撐為落地式軸承座，無(wú)臺(tái)板，軸承座整體灌漿，可減少真空變化以及汽缸變形對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響，提高了穩(wěn)定性。單軸承支撐設(shè)計(jì)使軸承的承載載荷重、比壓大、瓦溫高，軸承瓦內(nèi)表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，下瓦內(nèi)表面沿周向由5段曲率組成，形成油膜的收斂區(qū)和發(fā)散區(qū)，且上、下瓦結(jié)構(gòu)形狀不對(duì)稱，上瓦為周向開槽的結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)為尺寸巨大、負(fù)載重，摩擦功耗與常規(guī)軸承相比明顯較低，是一種典型的高效低能耗的大型汽輪機(jī)軸承。

2 超超臨界百萬(wàn)機(jī)組常見的振動(dòng)診斷及處理

西 門 子 單 支 撐 超 超 臨 界 1 000 MW 機(jī) 組 在 安全性和經(jīng)濟(jì)性上有巨大優(yōu)勢(shì)，但由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行中也出現(xiàn)了一些振動(dòng)問(wèn)題。單支撐落地式軸承座的安裝要求非常嚴(yán)格。軸承的支撐剛度主要取決于軸承底部和軸承支座的瓦枕接觸面的線接觸情況，接觸面是現(xiàn)場(chǎng)研磨安裝找正的，受施工工藝水平的影響較大，現(xiàn)場(chǎng)工藝水平的偏差有可能引起軸承座振動(dòng)大。因單支撐減少了3個(gè)軸承，軸系的振動(dòng)也減少了3個(gè)平面的信息，從軸承座測(cè)量到的振動(dòng)信號(hào)只是轉(zhuǎn)子單側(cè)信息，并不能完全反映轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性，因此無(wú)法判別轉(zhuǎn)子的振型，因而給振動(dòng)故障診斷和處理帶來(lái)很大的困難。

汽輪機(jī)的軸承雖然為落地式軸承，理論上不受真空變化和汽缸變化的影響，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)， 汽輪機(jī)末端軸承座（5 號(hào)軸承座）在冬季和夏季的標(biāo)高變化較為嚴(yán)重，而發(fā)電機(jī)的6號(hào)軸承座標(biāo)高變化不大，因此容易引起汽發(fā)靠背輪兩側(cè)振動(dòng)的不穩(wěn)定波動(dòng)，甚至?xí)鹫麄€(gè)軸系振動(dòng)的惡化。

大多數(shù)機(jī)組的補(bǔ)汽閥投運(yùn)后，高壓轉(zhuǎn)子仍然會(huì)出現(xiàn)汽流激振的情況。從目前投運(yùn)的多臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行情況看，可能引發(fā)的振動(dòng)問(wèn)題有：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子瓦振不穩(wěn)定；單支撐轉(zhuǎn)子軸承標(biāo)高對(duì)振動(dòng)有影響；補(bǔ)氣閥投運(yùn)后振動(dòng)突變；發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定振動(dòng)；勵(lì)磁機(jī)過(guò)臨界振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)等。

2.1 汽輪機(jī) 3 號(hào)、 4 號(hào)瓦不穩(wěn)定振動(dòng)

8 臺(tái) 1 000 MW 機(jī) 組 中 ， 玉 環(huán) 3 號(hào) 、 北 侖 7號(hào)、 寧海 6號(hào)機(jī)組均存在3號(hào)、4號(hào)瓦振動(dòng)波動(dòng)和爬升問(wèn)題。以下以北侖電廠7號(hào)機(jī)組4號(hào)瓦瓦振大的故障診斷處理為例進(jìn)行介紹。

2.1.1 振動(dòng)現(xiàn)象及特征

北侖 7 號(hào)機(jī)組于 2009 年 4 月 11 日 6∶13 首次 沖 轉(zhuǎn) ，剛 到 3 000 r/min 時(shí) 各 瓦 的 軸 振 和 瓦 振數(shù)據(jù)見表1。 由表1 可知， 4 號(hào)軸振僅為 54 μm，在 優(yōu) 良 范 圍 ， 但 4 號(hào) 瓦 振 為 8.0 mm/s，明 顯 偏大。隨后機(jī)組定速做電氣試驗(yàn)，期間4號(hào)瓦振、軸振緩慢爬升， 至 8∶45， 因 4 號(hào) X 向軸振爬升至132 μm、瓦振爬升至 11.8mm/s 而跳閘。隨后 機(jī)組多次啟動(dòng)，振動(dòng)情況基本一致，4號(hào)瓦振一直存 在 爬 升 現(xiàn) 象 ， 爬 升 至 跳 機(jī) 的 時(shí) 間 短 則 2 h，最長(zhǎng)的 運(yùn) 行 時(shí)間 不超 過(guò) 12 h。

機(jī)組各瓦的軸振和瓦振都以1倍頻為主，3號(hào)、4號(hào)瓦振動(dòng)在爬升過(guò)程中也是以1倍頻分量為主，只有極少量的低頻分量信號(hào)。雖然軸振、瓦振幅值爬升較快，但相位角變化不大，說(shuō)明振動(dòng)仍屬于普通強(qiáng)迫振動(dòng)。

圖1 軸系布置示意圖

表1 北侖7號(hào)機(jī)某日振動(dòng)數(shù)據(jù)

為摸清振動(dòng)原因，進(jìn)行了軸承座外特性、升/降速、變汽溫、變油壓、變真空等試驗(yàn)。從試驗(yàn)情況判斷，機(jī)組振動(dòng)與上述參數(shù)無(wú)必然聯(lián)系。

2.1.2 故障分析

在額定轉(zhuǎn)速下，4號(hào)瓦軸振和瓦振的工頻相位基本不變， 且振幅為 54 μm， 說(shuō)明轉(zhuǎn)子存在一定的初始質(zhì)量不平衡，引起振動(dòng)幅值持續(xù)緩慢上升的原因可能是軸承座整體動(dòng)剛度緩慢下降或存在結(jié)構(gòu)共振，而引起軸承座整體動(dòng)剛度下降的因素有：油膜剛度下降、軸承座連接剛度下降、軸承座動(dòng)力特性變差等。在軸振爬升過(guò)程中，間隙電壓基本不變，說(shuō)明油膜的厚度沒(méi)有變化，且油溫也沒(méi)有變化，可以認(rèn)為軸承的油膜動(dòng)力特性未發(fā)生改變。軸承座外特性試驗(yàn)表明軸承座的連接剛度也不存在問(wèn)題。整個(gè)軸系的振動(dòng)都在變化，振動(dòng)特征類似于轉(zhuǎn)子的動(dòng)靜碰摩，但是從變化最為劇烈的 3、4號(hào)軸振來(lái)看， 爬升過(guò)程相位略有變小，不符合動(dòng)靜碰摩的特征，由相關(guān)參數(shù)的變化分析，除結(jié)構(gòu)共振外，可排除其他因素的影響。

綜上所述，4號(hào)瓦振、軸振爬升的最可能因素為軸承座動(dòng)力特性變差，故可采取以下處理措施：通過(guò)精確動(dòng)平衡手段，進(jìn)一步降低軸系的激振力；提高軸承座的動(dòng)剛度，對(duì)軸承座剛度的接觸面、間隙進(jìn)行詳細(xì)檢查。

2.1.3 振動(dòng)處理

為解決4號(hào)瓦振動(dòng)大和爬升的問(wèn)題，制定了翻瓦檢修和動(dòng)平衡降低軸振的初步治理方案。

停機(jī)檢查4號(hào)瓦情況發(fā)現(xiàn)：上軸承蓋與上軸承的間隙 A 排側(cè)為 0.19～0.45mm， B 排側(cè)為 0.17～0.50mm（標(biāo)準(zhǔn)為 0.20＋0.05mm）； 上瓦打開后發(fā)現(xiàn)有兩處凹槽缺陷； 側(cè)隙 C1 和 C2 小于 0.05mm（設(shè)計(jì)值 0.15＋0.02mm）； 軸頸檢查發(fā)現(xiàn)有一道較明顯的摩擦痕跡，下瓦翻出檢查也發(fā)現(xiàn)有摩擦痕跡，特別是頂軸油孔和油囊附近有較多金屬毛刺，并有金屬小塊粘附；軸承底部調(diào)整塊的瓦枕接觸面和軸承支座有貫穿劃痕。由于軸承底部和軸承支座貫穿劃痕返廠處理所需時(shí)間較長(zhǎng)，為了縮短檢修工期，確定僅調(diào)整間隙值到設(shè)計(jì)值，軸承底部調(diào)整塊的劃痕未做處理。

根據(jù)振型分析和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，確定加重方案為0.83 kg∠200°，加 重位 置 為低 壓 A 轉(zhuǎn) 子 靠 4 號(hào)瓦端末級(jí) 葉片處。 加重處理后再次開機(jī)， 定速 3 000 r/min 時(shí) 4 號(hào)軸振、 瓦振又急劇爬升， 不得不再次停機(jī)。

為徹底解決機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題，決定對(duì)4號(hào)瓦解體進(jìn)行徹底檢查處理。同時(shí)對(duì)加重前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，綜合考慮振動(dòng)不穩(wěn)定的因素后，調(diào)整 4 號(hào)瓦平衡塊角度為 150°， 重量不變。 處理后，機(jī) 組 沖 轉(zhuǎn) 至 3 000 r/min 時(shí) 4 號(hào) 瓦 軸 振 為 45 μm、瓦振為 5.8/6.3mm/s， 較修前有明顯好轉(zhuǎn)， 機(jī)組在 空 負(fù) 荷 定 速 運(yùn) 行 4 h， 幅 值 僅 上 升 約 10 μm， 4號(hào)瓦振最大爬升至 8.5mm/s。 隨后機(jī)組并網(wǎng)， 在110 MW 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 近 20 min， 4 號(hào) 瓦 振 在 10.8 mm/s上下波動(dòng)。

利用停機(jī)機(jī)會(huì)重新將4號(hào)下瓦翻出，并仔細(xì)研磨接觸面。經(jīng)綜合計(jì)算，在低壓B轉(zhuǎn)子靠發(fā)電機(jī) 側(cè)末級(jí) 葉 輪上 加重 0.84 kg∠350°。 處 理 后 ， 機(jī)組 于 7 月 8 日 22∶36 沖 轉(zhuǎn) 至 3 000 r/min， 4 號(hào) 軸振 、 瓦 振 較 修 前 有 大 幅 降 低 ， 3 000 r/min 下 4 號(hào)瓦振動(dòng)最高為 3.5/3.8mm/s， 機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷至1 000 MW， 4 號(hào) 瓦 振 最 高 為 4.5mm/s， 整 個(gè) 軸 系振動(dòng)均在優(yōu)良范圍之內(nèi)（見表2）， 說(shuō)明振動(dòng)得到了徹底處理。

表2 7號(hào)機(jī)組處理后振動(dòng)數(shù)據(jù)

2.2 高壓 1 號(hào)瓦振動(dòng)波動(dòng)

寧海電廠6號(hào)機(jī)自投產(chǎn)以后，在帶負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，高壓轉(zhuǎn)子1號(hào)軸振經(jīng)常會(huì)突發(fā)性地出現(xiàn)波動(dòng)、 爬升現(xiàn)象。 1 號(hào)瓦合成軸振動(dòng)在 75～125 μm變化， X 向振動(dòng)在 95～201 μm 變化， 瓦振在1.5～2.5mm/s 變化。 振動(dòng)波動(dòng)的原因可能為 ： 軸封汽溫度波動(dòng)引發(fā)高壓轉(zhuǎn)子與靜子部件的輕微碰摩；1號(hào)瓦在運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定性逐漸變差；原始激振力偏大等。

為此在 2010 年 2 月的調(diào)停檢修中進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)1號(hào)瓦進(jìn)油管發(fā)生錯(cuò)口。在對(duì)其進(jìn)行校正的同時(shí)將 1 號(hào)瓦墊高 50 μm， 以提高穩(wěn)定性。 檢修結(jié)束后啟動(dòng)，1號(hào)瓦振動(dòng)波動(dòng)情況有所改善，但波動(dòng)仍存在。 為此， 在 2010 年 11 月的 A 修中將1 號(hào)瓦再墊高 30 μm， 同時(shí)在中壓轉(zhuǎn)子 2 號(hào)瓦處加 重 0.31 kg∠330°，開 機(jī) 后 1 號(hào)瓦 再 未 發(fā) 生 振 動(dòng)波動(dòng)， 數(shù)據(jù)見表3。

表3 2010 年 A 修后 1-3 號(hào)瓦振動(dòng)數(shù)據(jù)

從本次處理情況看，1號(hào)瓦承載力偏低是引起1號(hào)瓦振動(dòng)波動(dòng)的原因之一。1號(hào)瓦的進(jìn)油管發(fā)生錯(cuò)口現(xiàn)象，致使1號(hào)瓦的穩(wěn)定性變差，易產(chǎn)生振動(dòng)波動(dòng)。采用動(dòng)平衡的方法適當(dāng)降低1號(hào)瓦軸振，是解決1號(hào)瓦軸振波動(dòng)的重要手段。

2.3 發(fā)電機(jī)-勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)

上 汽-西 門 子 1 000 MW 機(jī) 組 的 發(fā) 電 機(jī)-勵(lì) 磁機(jī)轉(zhuǎn)子為三支撐結(jié)構(gòu)，其6號(hào)、7號(hào)和8號(hào)瓦經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)和振動(dòng)大的情況。玉環(huán)電廠3號(hào)機(jī)組自 投 產(chǎn) 以 來(lái) ， 5 號(hào) 、 6 號(hào) 瓦 在 定 速 3 000 r/min 及帶低負(fù)荷時(shí)的 軸振均 小于 80 μm； 但 在高 負(fù)荷時(shí)，5號(hào)、6號(hào)瓦的軸振和瓦振均出現(xiàn)爬升，軸振最 大 為 150 μm， 瓦 振 最 大 為 6.2 mm/s。 引 起 6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)瓦振動(dòng)波動(dòng)的原因可能是：（1）發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子存在不平衡分量。（2）低壓缸-發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁機(jī)-發(fā)電機(jī)中心存在一定的偏差。

（3）低壓轉(zhuǎn)子 5 號(hào)瓦的標(biāo)高隨真空發(fā)生變化，誘發(fā)了6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)瓦振動(dòng)波動(dòng)。

為此， 在 2010 年 5 月的 C 修中檢查并處理了汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)對(duì)輪中心、 勵(lì)磁-發(fā)電機(jī)對(duì)輪中心，檢查靠背輪螺栓緊力及勵(lì)磁機(jī)8號(hào)瓦晃度，并 在汽 發(fā) 對(duì) 輪 上 加 重 1.04 kg∠120°。 處 理 后 ， 機(jī)組振動(dòng)在各種工況下均達(dá)到優(yōu)良， 數(shù)據(jù)見表4。

2.4 補(bǔ)氣閥投運(yùn)誘發(fā)的振動(dòng)

上汽－西門子百萬(wàn)機(jī)組汽輪機(jī)采用全周進(jìn)汽、滑壓運(yùn)行的調(diào)節(jié)方式，同時(shí)采用補(bǔ)汽閥技術(shù)改善汽輪機(jī)的出力和調(diào)頻性能。浙江省內(nèi)投運(yùn)的8臺(tái)百萬(wàn)機(jī)組在運(yùn)行中具有一個(gè)共同的特征，即夏季工況下當(dāng)補(bǔ)汽閥開度大于 20%時(shí)， 高壓轉(zhuǎn)子振動(dòng)會(huì)快速爬升，有些機(jī)組振動(dòng)會(huì)爬升至停機(jī)值（合成軸振 130 μm）或更高。

2010 年 6 月 22 日 ， 北侖 電 廠 7 號(hào) 機(jī) 組 帶810 和 970 MW 負(fù)荷時(shí)，進(jìn)行 了補(bǔ) 汽 閥 開 啟 試 驗(yàn) 。試 驗(yàn) 表 明 ： 機(jī) 組 負(fù) 荷 在 810 和 970 MW， 當(dāng) 補(bǔ) 汽閥開度小于 20%時(shí)， 高壓轉(zhuǎn)子的 1 號(hào)、 2 號(hào)瓦振動(dòng)較穩(wěn)定， 開度大于20%時(shí)， 1 號(hào)、 2 號(hào)瓦出現(xiàn)振動(dòng)爬升現(xiàn)象，補(bǔ)汽閥開度越大，振動(dòng)爬升越快。經(jīng)頻譜分析， 當(dāng) 1號(hào)、2號(hào)瓦振動(dòng)變大時(shí)， 其低頻 （20 Hz）分 量 增 加 較 大 ， 并 隨 補(bǔ) 汽 閥 開 度 的 增大而快速攀升，其中以1號(hào)軸承X向的軸振變化最為明顯。結(jié)合該機(jī)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)為振動(dòng)故障的原因可能為汽流激振。汽流激振屬于轉(zhuǎn)子的自激振動(dòng)，其振動(dòng)由蒸汽力引起。

由于補(bǔ)汽閥開啟會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)，影響機(jī)組安全運(yùn)行，因此建議：

表4 玉環(huán)電廠3號(hào)機(jī)組處理前后振動(dòng)數(shù)據(jù)

（1）將補(bǔ)汽閥閥限設(shè)置為 20%以下后再投入使 用 。投 運(yùn) 補(bǔ) 氣 閥 能 使 機(jī) 組 出 力 增 加 約 15 MW，可有效改善機(jī)組出力不足及機(jī)組調(diào)頻性能。

（2）補(bǔ)汽閥開啟引起振動(dòng)增大的主要原因?yàn)槠骷ふ?。因此運(yùn)行中可以適當(dāng)提高潤(rùn)滑油溫度，以提高軸承的穩(wěn)定性，抑制振動(dòng)波動(dòng)。檢修時(shí)可從提高軸承穩(wěn)定性的角度采取相應(yīng)措施，以減少補(bǔ)汽閥開啟對(duì)機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子振動(dòng)的影響。

（3）建議制造廠家優(yōu)化補(bǔ)汽閥的設(shè)計(jì)制造， 以徹底解決振動(dòng)大的問(wèn)題。

2.5 勵(lì)磁機(jī) 8 號(hào)瓦過(guò)臨界振動(dòng)大

上汽-西門子百萬(wàn)機(jī)組的 8號(hào)瓦為勵(lì)磁機(jī)末端 瓦 ， 勵(lì) 磁 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 臨 界 轉(zhuǎn) 速 為 1 330～1 370 r/min。目前，浙江省投產(chǎn)的8臺(tái)機(jī)組在過(guò)臨界時(shí)，雖然8 號(hào)瓦的瓦振較小， 但軸振普遍很大， 約為 350～450 μm，其中兩臺(tái)百萬(wàn)機(jī)組的發(fā)電機(jī)-勵(lì)磁機(jī)過(guò)臨 界 及 3 000 r/min 時(shí) 的 振 動(dòng) 值 見 表5。

表5 發(fā)電機(jī)-勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)μm

經(jīng)計(jì)算，寧海電廠6號(hào)機(jī)組8號(hào)瓦的阻尼比為 0.019， 玉環(huán)電 廠 1 號(hào)機(jī)組 8 號(hào) 瓦的阻尼比為0.022， 均偏小。 降低 8 號(hào)瓦過(guò)臨界振動(dòng) 的措施為：根據(jù)軸瓦結(jié)構(gòu)適當(dāng)提高8號(hào)瓦的阻尼；采用動(dòng)平衡手段，降低勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子上的不平衡量。

由于百萬(wàn)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的升速率較快，過(guò)臨界時(shí)雖然軸振偏大， 但瓦振不大（不超過(guò) 3.0mm/s），未達(dá)到跳機(jī)保護(hù)的動(dòng)作值，因此未引起相關(guān)單位的重視。但對(duì)存在的問(wèn)題應(yīng)認(rèn)真研究，找出解決的辦法。

3 結(jié)語(yǔ)

上 汽-西 門 子 單 支 撐 超 超 臨 界 1 000 MW 機(jī)組具有啟動(dòng)快、安全性好、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)的特點(diǎn)，目前已成為主力機(jī)組。但是機(jī)組存在不少振動(dòng)問(wèn)題，最為典型的是單支承軸承座瓦振爬升和不穩(wěn)定問(wèn)題。通過(guò)對(duì)浙江省內(nèi)投產(chǎn)的8臺(tái)機(jī)組的振動(dòng)診斷和處理，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，以供同行參考。

（1）開展了轉(zhuǎn)子-軸承-基礎(chǔ)振動(dòng)測(cè)試比較分析研究，軸承座振動(dòng)大機(jī)理研究，軸振、瓦振比例關(guān)系研究，動(dòng)平衡處理試驗(yàn)研究，以及振動(dòng)故障診斷及處理分析研究等。研究結(jié)果表明：?jiǎn)沃屋S系的軸承負(fù)載重、比壓大、軸承間隙偏小，導(dǎo)致軸承座的動(dòng)反力較大，使得單支承軸承座振動(dòng)非常靈敏。

（2）成功診斷出了單支撐軸承座振動(dòng)超標(biāo)的原因。單支軸承座振動(dòng)靈敏加上單支撐軸振相互偶合影響，使得整個(gè)轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的振型復(fù)雜；激振力偏大、瓦枕接觸面不良導(dǎo)致的軸承支承系統(tǒng)的剛度下降，造成轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)瓦振較大。

（3）提出了單支撐軸系振動(dòng)故障治理方法， 即動(dòng)平衡處理和軸瓦處理并重。在確保軸承瓦枕墊塊和軸承座支架的接觸面為線接觸的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的動(dòng)平衡技術(shù)，以軸振數(shù)據(jù)為主，綜合考慮不穩(wěn)定不平衡量，并引入瓦振、軸振關(guān)系比例因子，結(jié)合多平面動(dòng)平衡處理。

（4）提出限補(bǔ)氣閥閥位的投運(yùn)措施， 使機(jī)組出 力最大可 增 加 15 MW。

[1]江 哲 生 ，董 衛(wèi) 國(guó) ， 毛 國(guó) 光.國(guó) 產(chǎn) 1000 MW 超 超 臨 界 機(jī) 組技 術(shù) 綜 述[J].電 力 建 設(shè) ，2007，28（8）∶6-13.

[2]陳 建 縣.1 000MW 超 超 臨 界 機(jī) 組 瓦 振 動(dòng) 分 析 及 處 理[J].電力建設(shè)，2009，30（12）∶49-51.

[3]吳 文 健 ，童 小 忠 ，應(yīng) 光 耀 ， 等.浙 江 省 內(nèi) 國(guó) 產(chǎn) 化 600 MW汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)綜合治理[J].浙江電力，2010，29（10）∶28-31.

[4]W.HU， N.S.FENG， E.J.HAHN.A comparison of techniques for identifying the configuration state of statically indeterminate rotor bearing systems[J].Tribology International，2004，（37）∶149-157.

（本文編輯：徐 晗）

Diagnosis and Treatment for Vibration of Ultra Supercritical 1 000 MW Steam Turbine Units Supported by Single Bearing

WUWen-jian， TONG Xiao-zhong， YING Guang-yao， LIWei-jun（Zhejiang Electric Power Test and Research Institute， Hangzhou 310014， China）

Eight ultra supercritical 1 000 MW steam turbine units supported by single bearing have already been put in operation in Zhejiang province.This kind of units have gradually become dominant in power grid. Its operational safety is directly related to the stability of power grid， and the vibration is among the foremost parameters that affect the safe operation of units.This paper performs the diagnosis and treatment of the common vibration problems of these eight units， analyzes the reasons for unstable vibration and elaborates the problems including the excessive vibration of the running overload valve and exciter reaching critical velocity etc.It can serve as a reference for other units of the same type.

single bearing； ultra supercritical； 1 000MW； steam turbine units； vibration； diagnosis； treatment

TK268.+1

： B

： 1007-1881（2011）10-0032-05

2011-06-09

吳文?。?968-）， 男， 浙江義烏人， 高級(jí)工程師，主要從事汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)、葉片及模態(tài)的測(cè)試分析及診斷研究工作。