汽輪機(jī)軸振與瓦溫偏高的診斷與處理

摘 要：介紹了某項(xiàng)目2×350MW機(jī)組#1汽輪機(jī)軸振與瓦溫偏高的問題，針對存在的問題進(jìn)行了診斷，制定了有效的處理措施并取得了很好的效果。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)組；振動；平衡；瓦溫；荷載

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0079-02

1 引 言

汽輪發(fā)電機(jī)組的軸振與瓦溫，是評價(jià)機(jī)組正常運(yùn)行安全與可靠性的重要指標(biāo)。強(qiáng)烈的振動和高瓦溫表明機(jī)組存在嚴(yán)重缺陷。在振動力的作用下，會造成機(jī)組內(nèi)各部件連接松動，基礎(chǔ)臺板和基礎(chǔ)之間的連接剛性削弱，從而加劇振動的發(fā)展，過大的振動會引起機(jī)組動靜部分磨擦，軸瓦烏金破裂甚至?xí)罐D(zhuǎn)子產(chǎn)生變形、彎曲、斷裂，葉片損壞，危急保安器動作；瓦溫高會使轉(zhuǎn)子、軸承及軸承座膨脹不均衡，破壞轉(zhuǎn)子與軸承瓦塊之間油膜的建立，造成軸承振動失穩(wěn)，過高的瓦溫會使軸瓦烏金熔毀，造成機(jī)組被迫停運(yùn)。

2 項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)和供貨的單軸、兩缸兩排汽、一次中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，#1～#4軸承采用由墊塊支撐的具有自位功能可傾瓦軸承，具有徑向調(diào)整和潤滑特性。發(fā)電機(jī)為哈爾濱發(fā)電機(jī)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)和供貨，#5～#6軸承為圓筒型支持軸承；整個(gè)軸系由#1～#6軸承支撐轉(zhuǎn)子。

該機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)營以來，汽輪機(jī)#4軸承處X向軸振一般在135μm左右，#2軸承處X向軸振為120μm左右（合同要求≤75μm），同時(shí)#4軸承瓦溫一直偏高，一度達(dá)到105℃（該支持軸承瓦溫報(bào)警值107℃，跳閘值113℃）。

3 診斷分析與故障排除

3.1 振動大的診斷分析與故障排除

根據(jù)現(xiàn)場多次對機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行的振動觀察監(jiān)視和測量數(shù)據(jù)，主要從5個(gè)方面對該機(jī)組#2、#4軸振值偏大的問題進(jìn)行了診斷分析和故障排除（見表1）。

綜合表1可知：安裝數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)要求、機(jī)組運(yùn)行參數(shù)無異常，初步斷定應(yīng)為轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡所致，這也是機(jī)組出現(xiàn)振動異常的主要原因之一。

3.2 振動大處理對策

針對轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡造成機(jī)組軸系振動偏大這一事實(shí)，現(xiàn)場根據(jù)振幅、頻率、相位測量結(jié)果，通過計(jì)算采用加裝平衡塊的方案調(diào)整動平衡，處理方案如下：

3.2.1 第一次動平衡調(diào)整

針對機(jī)組#4軸承處軸振較大的現(xiàn)狀，首先在汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子勵(lì)端330度方向的平衡鼓上加裝質(zhì)量為292g的平衡塊。定速3600r/min后，#4軸承處振動值由132μm降至69μm，同時(shí)#2軸承振動值也由119μm降至88μm。

3.2.2 第二次動平衡調(diào)整

根據(jù)第一次平衡試驗(yàn)效果評估，經(jīng)過全面分析與計(jì)算，在汽輪機(jī)低壓缸轉(zhuǎn)子勵(lì)端310°方向平衡鼓上加裝質(zhì)量為290g的平衡塊。定速3600r/min后，#4軸承處振動值由69μm升至95μm，同時(shí)#2軸承振動值也由88μm升至104μm。

3.2.3 第三次動平衡調(diào)整

在第二次加裝平衡塊后，#4軸振未降反升。第三次嘗試在中低對輪330°方向上加裝質(zhì)量為350克平衡塊，同時(shí)將第二次加裝的平衡塊拆除，以求達(dá)到既降低#4軸振、又降低#2軸振的預(yù)期效果。定速3600r/min后，#2軸振又上升到113μm，同時(shí)#1、#5軸振由75μm以下分別升至98μm和84μm。

從三次平衡配重試驗(yàn)結(jié)果，難以捕捉到軸振變化的規(guī)律，每次加裝平衡配重的交叉影響較大。對頂軸系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)部分軸承處轉(zhuǎn)子被頂起的高度不足，#4軸承處轉(zhuǎn)子頂起高度僅有1mm，對從調(diào)壓裝置集管接至各軸承的頂軸油管路進(jìn)行排查，主要采取解體檢查閥門、清理軸承座內(nèi)頂軸油管、并用氮?dú)獯祾哂凸艿拇胧?/p>

3.2.4 第四次動平衡調(diào)整

在完成頂軸油系統(tǒng)的檢查和處理后，根據(jù)第三次調(diào)整后的結(jié)果，決定首先解決#5軸振大問題，選擇在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)端加裝質(zhì)量為216g的平衡塊。定速3600r/min后，#5軸振降至66μm，#2軸振也略微降至97μm。

3.2.5 第五次動平衡調(diào)整

為降低#2軸振較大的問題，經(jīng)過分析計(jì)算，在高中壓轉(zhuǎn)子勵(lì)端0°方向上加裝質(zhì)量為162g的平衡塊，定速3600r/min后，#4軸振降至70.6μm，其余軸振均在70μm以下，滿足了合同要求并達(dá)到了“優(yōu)良”標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 瓦溫高的診斷分析與故障排除

根據(jù)現(xiàn)場歷次對機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中#4瓦溫高觀察，表2主要從4個(gè)方面對該機(jī)組瓦溫高進(jìn)行了診斷分析和故障排除。

綜合表2可知：造成機(jī)組#4軸承瓦溫高的可能原因?yàn)楹奢d大和油量不足。

3.4 瓦溫高診斷與處理措施

（1）哈爾濱汽輪機(jī)廠根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)并結(jié)合現(xiàn)場情況，要求降低#4軸承標(biāo)高0.09mm，調(diào)整軸承支反力，以降低#4軸承荷載。

下調(diào)#4軸承標(biāo)高使整個(gè)軸系的軸承反力均發(fā)生變化，其中#4、#5軸承反力變化量較大，荷載高低與瓦溫呈線性正比關(guān)系。結(jié)合調(diào)整前運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)知，#4瓦溫最高為105℃，荷載降低后能有效降低瓦溫，#5瓦溫最高為68℃，荷載升高后瓦溫會略有升高。

（2）針對#4軸承回油觀察窗油流不暢，采取增大#4軸承進(jìn)油節(jié)流孔孔徑來增大進(jìn)油量的方案，將#4軸承節(jié)流孔孔徑擴(kuò)大1mm，其他節(jié)流孔不變，此時(shí)#4軸承進(jìn)油通流面積將比原來增大5%。

采取上述措施后，汽輪機(jī)#4軸承瓦溫最高82.6℃，#5瓦溫僅升高了1.2℃。

4 結(jié) 論

通過對汽輪發(fā)電機(jī)組的振動和瓦溫偏高現(xiàn)象深入細(xì)致的分析，可以看出機(jī)組產(chǎn)生振動和軸承溫度高的情況是十分復(fù)雜的，但質(zhì)量不平衡是引起振動的主要原因，而#4軸承荷載分配大是產(chǎn)生軸承瓦溫高的主要原因，在進(jìn)行動平衡試驗(yàn)和調(diào)整負(fù)荷分配后有效地解決了振動和瓦溫偏高的問題，滿足了合同要求，保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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收稿日期：2018-9-13