15MW汽輪機(jī)振動(dòng)大的原因分析及處理

摘 要：對運(yùn)行中15MW汽輪發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)振動(dòng)大的原因進(jìn)行分析，經(jīng)過對停機(jī)惰走時(shí)間的減少、盤車時(shí)跳電、前氣缸內(nèi)有金屬摩擦音，判斷汽輪機(jī)內(nèi)部有阻礙轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)的故障產(chǎn)生，并對汽輪機(jī)做開缸檢查，避免故障擴(kuò)大化。

關(guān)鍵詞：15MW汽輪機(jī)；振動(dòng)大；汽封套圈；軸瓦

1 簡介

為響應(yīng)公司節(jié)能減排的政策，在目前公司煤氣比較富裕的情況下，能環(huán)部熱力鼓風(fēng)機(jī)站新安裝一臺15MW汽輪發(fā)電機(jī)組?？紤]到2011年5月左右，熱電項(xiàng)目部135MW全燃?xì)庥嗄馨l(fā)電機(jī)組就將投產(chǎn)，屆時(shí)這臺機(jī)組就要停止運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行只有2年左右的時(shí)間，在此基礎(chǔ)上，2009年初采購了一臺二手的15MW汽輪發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)為中壓、單缸、雙抽氣、凝汽式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)前軸承和推力軸承成一體，組成聯(lián)合軸承，推力軸承為可傾瓦式，后軸承為徑向橢圓瓦。

該機(jī)組于2009年6月22日投產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電，因該機(jī)組為二手舊機(jī)組，各項(xiàng)性能劣化嚴(yán)重。尤其是調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定，在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)造成0.3MW的負(fù)荷自動(dòng)大幅度波動(dòng)，為了確保鍋爐和鼓風(fēng)機(jī)組安全運(yùn)行，負(fù)荷控制在11-12KW左右。7月13日，18：20汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)四個(gè)軸瓦的振動(dòng)有所上升，其中2#、3#瓦振動(dòng)升至60?m、隨后又下降到30?m以下，20：00四個(gè)軸瓦的振動(dòng)同時(shí)開始快速上升（初始值在10-20?m左右），值班工長發(fā)現(xiàn)振動(dòng)快速上升后聯(lián)系作業(yè)區(qū)（此時(shí)振動(dòng)已到90?m），崗位人員立即打閘停發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)，瞬時(shí)2#瓦振動(dòng)最高達(dá)到200?m，超過跳機(jī)設(shè)定值110?m。

2 振動(dòng)原因分析

（1）機(jī)組停機(jī)后，對整個(gè)過程進(jìn)行全面仔細(xì)分析，存在的異常情況如下：

1）停機(jī)后機(jī)組轉(zhuǎn)速由3000r/min到0的時(shí)間僅有12分鐘，（前二次停機(jī)惰走時(shí)間在22分鐘），惰走時(shí)間急劇減少，同時(shí)電動(dòng)盤車出現(xiàn)二次跳電。

2）機(jī)組在盤車的過程中，盤車轉(zhuǎn)速6r/min，能明顯聽出前汽缸內(nèi)有金屬摩擦聲。

根據(jù)以上現(xiàn)象判斷，汽輪機(jī)內(nèi)部有阻礙轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)的故障產(chǎn)生，必須對汽輪機(jī)做開缸檢查，避免故障擴(kuò)大化。

（2）7月16日汽輪機(jī)揭缸檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子上前汽封套圈嚴(yán)重變形破裂（其中一段已脫落），前汽封體嚴(yán)重磨損，見圖1：

同時(shí)打開汽輪機(jī)前后軸承箱，發(fā)現(xiàn)1#軸瓦上瓦磨損，2#軸瓦下瓦磨損嚴(yán)重，軸承部分烏金層破損脫落，見圖2：

（3）原因分析：由于轉(zhuǎn)子上前汽封套圈逐漸受熱膨脹變形破裂，破裂脫落部分與對應(yīng)處的上下隔板汽封發(fā)生碰擦，導(dǎo)致動(dòng)靜部分碰磨，引起機(jī)組振動(dòng)迅速上升，同時(shí)造成軸瓦受損，尤其是2#軸承下瓦部分烏金層破損脫落，軸瓦烏金脫落與本身澆灌質(zhì)量有一定關(guān)聯(lián)，因當(dāng)時(shí)軸瓦溫度分別為1#瓦93℃、2#瓦72℃、3#瓦60℃、4#瓦57℃，并沒有達(dá)到烏金熔化溫度（105-110℃），其次是烏金顏色沒變化。

此套汽封套圈為安裝前由二手設(shè)備的提供廠家新更換的，并不是由制造廠南京汽輪機(jī)廠供貨的備件，分析在材質(zhì)和制造工藝有問題，造成運(yùn)行中出現(xiàn)變形破裂。

3 處理措施

（1）將轉(zhuǎn)子送到南京汽輪機(jī)廠對汽封套圈、汽封體進(jìn)行更換，轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡試驗(yàn)。

（2）更換烏金磨損較嚴(yán)重的1#、2#軸瓦，并對3#、4#軸瓦進(jìn)行檢查。

（3）由于機(jī)組運(yùn)行中一直存在負(fù)荷波動(dòng)的問題，對調(diào)速保安、潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行清洗，重點(diǎn)部件解體清洗（如電磁閥、危急遮斷器、錯(cuò)油門、油動(dòng)機(jī)等）。

（4）軸瓦烏金磨損后雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入油系統(tǒng)，對油箱及油系統(tǒng)進(jìn)行油循環(huán)。

（5）檢修完成，機(jī)組重新投入運(yùn)行，負(fù)荷穩(wěn)定在12-13MW，振動(dòng)值保持在10-20?m，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。

4 結(jié)論

（1）對于高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，振動(dòng)是無法避免的，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng)時(shí)，技術(shù)人員首先要沉著冷靜地觀察振動(dòng)的特征，仔細(xì)查看運(yùn)行趨勢，如機(jī)組的油壓、軸瓦振動(dòng)、溫度、軸位移、推力瓦溫度、惰走時(shí)間等，對癥下藥，才能快速準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)，達(dá)到事半功倍的效果。

（2）該汽輪機(jī)為舊機(jī)組，各項(xiàng)性能已劣化，設(shè)備質(zhì)量存在較多隱患，機(jī)組穩(wěn)定性差。根據(jù)機(jī)組的設(shè)備工況，今后機(jī)組運(yùn)行盡量保持穩(wěn)定工況，進(jìn)汽量上限不超過75噸、下限不低于40噸。尤其是機(jī)組進(jìn)汽量不超過75噸的額定進(jìn)汽量，再增加負(fù)荷會(huì)使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子未兩級葉片斷裂的風(fēng)險(xiǎn)增大。

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作者簡介： 王東（1981-），男，工程師，安徽理工大學(xué)畢業(yè)，目前從事動(dòng)力機(jī)械設(shè)備管理工作。endprint