利用軸系調(diào)整解決某機(jī)組6瓦振動(dòng)大的方法

摘 要：針對(duì)某125MW機(jī)組投產(chǎn)后啟動(dòng)出現(xiàn)的6號(hào)軸瓦振動(dòng)異常的問題，機(jī)組在運(yùn)時(shí)進(jìn)行了初步分析，停運(yùn)后結(jié)合揭瓦檢查的情況。確認(rèn)了中心偏移是引起軸瓦振動(dòng)的主要原因，并針對(duì)此原因進(jìn)行處理。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；軸承；振動(dòng)；中心

前言

某廠采用12.5萬(wàn)機(jī)組采用俄羅斯烏拉爾汽輪發(fā)電機(jī)有限公司пт-90/125-130/10-2型汽輪機(jī)，額定功率90MW，最大功率125WM，額定轉(zhuǎn)速：3000r/min，各瓦塊均為橢圓瓦，截止到2014年8月大修時(shí)，6瓦振動(dòng)已達(dá)到130μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值50μm，其余各瓦振動(dòng)值均有不同程度的上升。機(jī)組振幅過大，會(huì)造成主軸瓦脫胎、裂紋或部分脫落，嚴(yán)重的會(huì)造成動(dòng)靜部分摩擦，使振幅加大，甚至?xí)斐赊D(zhuǎn)子變形彎曲，葉片損壞等嚴(yán)重事故，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 原因分析

1.1 檢修前各軸瓦振動(dòng)情況（要求各軸瓦振動(dòng)≤50μm）

1瓦振動(dòng)：51μm 2瓦振動(dòng)：54μm 3瓦振動(dòng)：53μm

4瓦振動(dòng)：78μm 5瓦振動(dòng)：78μm 6瓦振動(dòng)：130μm

1.2 聯(lián)軸器復(fù)查中心

高低聯(lián)軸器中心：

上下中心（要求低壓轉(zhuǎn)子高0.21～0.24mm）：低壓轉(zhuǎn)子低0.09mm

上下張口（要求下張0.10～0.13mm）：下張0.06mm

左右中心（要求≤0.03mm）：高壓轉(zhuǎn)子偏左0.03mm

左右張口（要求≤0.02mm）：左張0.06mm

低發(fā)聯(lián)軸器中心：

上下中心（要求≤0.03mm）：低壓轉(zhuǎn)子低0.15mm

上下張口（要求≤0.02mm）：上張0.02mm

左右中心（要求≤0.03mm）：低壓轉(zhuǎn)子偏左0.005mm

左右張口（要求≤0.02mm）：右張0.11mm

經(jīng)過分析：通過各部解體檢查發(fā)現(xiàn)該機(jī)組軸瓦振動(dòng)超標(biāo)的主要因素為地基下沉造成的軸系中心偏移。因此，需要對(duì)中心進(jìn)行調(diào)整。軸系的調(diào)整工作主要是確保汽輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子，低壓轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接成光滑曲線，沒有任何拐點(diǎn)，使各軸承的負(fù)荷分配符合設(shè)計(jì)要求。

2 處理方法

該汽輪機(jī)采用三根轉(zhuǎn)子的形式，中間采用剛性連接，一般情況下我們以高壓缸主軸為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，從高低對(duì)輪復(fù)查結(jié)果看：

低壓轉(zhuǎn)子低0.21+0.09=0.30mm

上張口0.10-0.06=0.04mm

左張口0.06-0.02=0.04mm

從低發(fā)對(duì)輪復(fù)查結(jié)果看，右張0.11-0.02=0.09mm，我們以圓周上下情況為例，利用公式1。

公式1：某轉(zhuǎn)子的兩個(gè)軸瓦同時(shí)動(dòng)消對(duì)應(yīng)聯(lián)軸器張口，軸瓦調(diào)整量為軸瓦到所調(diào)整聯(lián)軸器的距離除以聯(lián)軸器直徑再乘以張口值。調(diào)整后對(duì)轉(zhuǎn)子另一側(cè)聯(lián)軸器的張口影響量為未調(diào)整聯(lián)軸器直徑與所調(diào)整聯(lián)軸器直徑的比值乘以張口值，對(duì)另一側(cè)聯(lián)軸器的圓周影響量為兩軸瓦間距離與所調(diào)整聯(lián)軸器直徑的比值乘以張口值。

對(duì)于高低對(duì)輪，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量各數(shù)據(jù)：

Φ1=600mm……所調(diào)整聯(lián)軸器直徑（即高壓側(cè)聯(lián)軸器直徑）

Φ2=830mm……未調(diào)整聯(lián)軸器直徑（即低壓側(cè)聯(lián)軸器直徑）

L1=360mm………………………3瓦到所調(diào)整聯(lián)軸器的距離

L2=6260mm………………………4瓦到所調(diào)整聯(lián)軸器的距離

L=6995mm………………………………...3瓦到4瓦的距離

a1=0.04mm………………………………….需調(diào)整的張口值

則有

△X=（L1÷Φ1）a1=（360÷600）0.04=0.024mm

△Y=（L2÷Φ1）a1=（6260÷600）0.04=0.417mm

a2=（Φ2÷Φ1）a1=（830÷600）0.04=0.055mm

b2=（L÷Φ1）a1=（6995÷600）0.04=0.466mm

由于低壓轉(zhuǎn)子低0.30mm，因此，3瓦調(diào)整量為0.024+0.30=0.324mm，4瓦調(diào)整量為0.417+0.30=0.717mm。

此時(shí)，對(duì)低發(fā)對(duì)輪的影響為上張0.055mm，上升0.466mm，低發(fā)對(duì)輪情況變?yōu)榈蛪恨D(zhuǎn)子高0.466-0.015≈0.45mm，上張口0.02+0.055=0.075mm。

對(duì)于低發(fā)對(duì)輪，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量各數(shù)據(jù)：

Φ2=830mm…….所調(diào)整聯(lián)軸器直徑（即低壓側(cè)聯(lián)軸器直徑）

L3=830mm………………………5瓦到所調(diào)整聯(lián)軸器的距離

L4=7365mm………………………6瓦到所調(diào)整聯(lián)軸器的距離

a2=0.075mm……………………低發(fā)聯(lián)軸器需調(diào)整的張口值

同理可得：

△X=（L3÷Φ2）a2=（830÷830）0.075=0.075mm

△Y=（L4÷Φ2）a2=（7365÷830）0.075=0.666mm

由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子高0.45mm。因此5瓦調(diào)整量為0.075+0.45=0.525mm，6瓦調(diào)整量為0.666+0.45=1.116mm（結(jié)果1）

此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工作中發(fā)現(xiàn)問題，由于6瓦調(diào)整量過大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)氣隙超標(biāo)，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)6瓦的調(diào)整。為了回避該問題，我們考慮保證主油泵小軸的穩(wěn)定，以1瓦為支點(diǎn)，對(duì)2瓦處對(duì)輪進(jìn)行調(diào)整，由于到支點(diǎn)的距離差距很大，若對(duì)輪上升1mm，小軸端部移動(dòng)0.22mm，變化量很小，以此達(dá)到降低6瓦調(diào)整量的目的。

為使6瓦調(diào)整量減小1mm，我們使2瓦下降0.20mm此時(shí)主油泵小軸變化量為0.04mm，在允許范圍內(nèi)，高低對(duì)輪變化情況利用公式2、3

公式2：調(diào)整某根轉(zhuǎn)子兩個(gè)軸瓦中的一個(gè)軸瓦消張口，張口的改變量等于對(duì)應(yīng)聯(lián)軸器直徑與同一轉(zhuǎn)子兩軸瓦之間的距離的比值再乘以調(diào)整瓦的調(diào)整量。

公式3：調(diào)整某根轉(zhuǎn)子兩個(gè)軸瓦中的一個(gè)瓦消張口，圓周的改變量等于對(duì)應(yīng)聯(lián)軸器端面到未動(dòng)瓦（支點(diǎn)）的距離與同一轉(zhuǎn)子兩軸瓦之間的距離的比值再乘以調(diào)整瓦的調(diào)整量。

則有：

Φ=600mm……………………….對(duì)應(yīng)聯(lián)軸器直徑

L=3704mm…………………… .1瓦到2瓦的距離

L2=4534mm…………………… 1瓦到高壓側(cè)聯(lián)軸器的距離

△X=0.20mm……………………調(diào)整瓦的調(diào)整量

張口變化為：a1=（Φ÷L） △X=（600÷3704）0.20=0.03mm，a=0.04-0.03=0.01mm

圓周變化為：b1=（L2÷L） △X=（4534÷3704）0.20=0.24mm，b=0.30-0.24=0.06mm

根據(jù)調(diào)整2瓦，高低對(duì)輪張口變?yōu)樯蠌埧?.01mm，低壓轉(zhuǎn)子低0.06mm，張口0.01mm可不考慮，則把3瓦、4瓦統(tǒng)一上升0.06mm即可，此時(shí)低發(fā)對(duì)輪變?yōu)?，張?.02mm，低壓轉(zhuǎn)子高0.06-0.015=0.045mm，只需將5瓦、6瓦上抬0.05mm即可達(dá)到要求（結(jié)果2）

此種算法較為復(fù)雜，必須經(jīng)過多次計(jì)算方可確定軸瓦的最小調(diào)整量，實(shí)際上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們可以利用相似三角形的方法對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)化，當(dāng)我們得到結(jié)果1時(shí)，此時(shí)的高低壓轉(zhuǎn)子已經(jīng)形成一條直線，以1瓦為支點(diǎn)，進(jìn)行相似三角形的計(jì)算，為了使6瓦下降1mm，則2瓦應(yīng)下降△X=（L1÷L）1=（3704÷18894）1=0.20mm，同理可算出其余各瓦的調(diào)整量和圓周左右的計(jì)算方法。

3 結(jié)論

3.1 經(jīng)過調(diào)整聯(lián)軸器中心值如下

高低聯(lián)軸器中心：

上下中心（要求低壓轉(zhuǎn)子高0.21～0.24mm）：低壓轉(zhuǎn)子高0.19

上下張口（要求下張0.10～0.13mm）：下張0.14mm

左右中心（要求≤0.03mm）：高壓轉(zhuǎn)子偏右0.03mm

左右張口（要求≤0.02mm）：左張0.02mm

低發(fā)聯(lián)軸器中心：

上下中心（要求≤0.03mm）：低壓轉(zhuǎn)子低0.015mm

上下張口（要求≤0.02mm）：下張0.015mm

左右中心（要求≤0.03mm）：低壓轉(zhuǎn)子偏右0.005

左右張口（要求≤0.02mm）：右張0.005

3.2 檢修后各軸瓦振動(dòng)情況

1瓦振動(dòng)：44μm 2瓦振動(dòng)：49μm 3瓦振動(dòng)：35μm

4瓦振動(dòng)：30μm 5瓦振動(dòng)：46μm 6瓦振動(dòng)：34μm

汽輪機(jī)開機(jī)帶100MW負(fù)荷時(shí)，各軸瓦振動(dòng)值均在50μm以下，達(dá)到了規(guī)程要求，通過這次汽輪機(jī)檢修及振動(dòng)處理中，充分認(rèn)識(shí)到軸系的中心偏差對(duì)汽輪機(jī)的振動(dòng)有較大的影響，在檢修和調(diào)整過程中嚴(yán)格按照規(guī)程要求進(jìn)行揚(yáng)度測(cè)量、聯(lián)軸器找中心核對(duì)工作，確保軸系的中心線在同一垂直平面內(nèi)形成一條無折點(diǎn)的平滑的連續(xù)曲線，從而使汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)振動(dòng)不超標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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