某廠2#機組試運期間軸振振動大處理淺析

趙輝

（寧夏銀星發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750406）

1 機組簡介

某廠2#機組為北京北重汽輪電機有限公司生產(chǎn)的亞臨界中間再熱單軸三缸雙排汽沖動凝汽式汽輪機，型號為N330-17.75/540/540，配以T255-460 水、氫、氫冷發(fā)電機。

該機組機組由高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子及8 個支持軸承組成（不包括機尾穩(wěn)定軸承），在高、中壓缸之間的2#、3#徑向支持軸承間設(shè)置推力軸承。各段轉(zhuǎn)子剛性聯(lián)軸器聯(lián)接，徑向支持主軸承形式均為上瓦不開徑向溝槽的橢圓軸承，雙油楔，各軸承的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速均在4000r/min以上。軸系振動測量為渦流式，每個軸瓦處安裝兩個振動元件（x,y 方向），兩個振動元件與大軸垂直平分線上分面成45°夾角。

該機組設(shè)計臨界轉(zhuǎn)速避開工作轉(zhuǎn)速的最小幅度為15.33%，在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行時，軸承箱蓋雙振幅振動不大于0.025mm，軸頸上雙振幅振動值不大于0.076mm。各轉(zhuǎn)子軸系在通過臨界轉(zhuǎn)速時各軸承振動值不大于0.1mm，軸振動雙振幅相對振動值小于0.2mm。

2 振動現(xiàn)象及經(jīng)過

2006 年5 月23 日，某廠2#機組安裝調(diào)試后具備整套啟運條件，沖轉(zhuǎn)至2800r/min 左右4 瓦X 向振幅瞬間升至201um，而Y 向振幅在30um 左右，沖轉(zhuǎn)至3000r/min 時，4X/Y 為92.5/26.5um，2 X/Y 為74.1/88.1um，其他瓦振幅相對較低在50um 以下，在隨后的15min 內(nèi)，各瓦振動升高，3X/Y 達到109/134um 跳機（≥100um 報警，≥130um 跳機）；在盤車投入期間，1 X/Y 為131.3/71.7um，經(jīng)分析本機組對頂軸油壓敏感，進行頂軸油壓調(diào)整并檢查確認(rèn)4#瓦X 向振動測點正常后再次啟機。第二次啟動沖轉(zhuǎn)至機組并網(wǎng)后切高缸運行帶負(fù)荷48MW 中，各瓦振動除2#瓦上升到95um 以外，其他各瓦振動均低于50um,相對比較穩(wěn)定，因西北網(wǎng)調(diào)令機組解列。第三次啟機后帶負(fù)荷至50MW 時，2X/Y 振動大跳機，在轉(zhuǎn)子惰走過程中，6 瓦振動最大到140um，停機檢修復(fù)查。

檢查1#、2#、3#、6#瓦烏金與軸接觸良好，有輕微磨痕，頂軸油囊能夠完全封閉，考慮到運行中6#瓦后金屬溫度較高，對6#墊鐵延軸向方向?qū)⑼鈧?cè)部分去除0.08mm；檢查1#瓦軸頸揚度較安裝值低0.14mm/m，分析高壓轉(zhuǎn)子存在塌頭現(xiàn)象，2#瓦支撐不實，將1#瓦墊起0.05mm，3#瓦降低0.05mm，高中壓缸測量環(huán)檢查(存在輕微缸體偏移現(xiàn)象)：檢查軸瓦處軸頸晃度、對輪聯(lián)接情況及對輪處跳動值和瓢偏值均在要求范圍內(nèi)；同時，從前三次啟動軸振情況來看，軸振主要發(fā)生在通頻和一倍頻，可能存在轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，但此次先不考慮做動平衡，先檢查處理，啟機后根據(jù)情況而定，同時做好數(shù)據(jù)采集工作。

6 月3 日，第四次機組啟動并網(wǎng)切缸后，30min 后6＃瓦振動大保護動作停機（6X/6Y 為110/136um），同時其他各瓦振幅均有不同程度上升，其中2Y、3Y、5X、6Y 均超過報警值。在按照參數(shù)穩(wěn)定、低負(fù)荷不投磨情況下第五次啟機，并網(wǎng)40分鐘后負(fù)荷緩慢帶至27.8MW,此時2X/2Y、3X/3Y、5X/5Y、6X/6Y 分別增加到120/145、83/125、128/64、76/113um（保護定值更改為：任一方向振幅超過150um，另一方向達到報警值100um 時跳機），3：20，2＃瓦振動大跳機（2X/2Y 為124/153um）。

2.1 初步分析原因

通過第一次停機處理，雖然啟機后軸振有所改善，但未能徹底解決問題，仍然出現(xiàn)第五次、第六次啟機后的軸振大跳機現(xiàn)象，通過采集的數(shù)據(jù)及相關(guān)頻譜圖、趨勢圖討論分析后確定原因主要是：（1）高中壓轉(zhuǎn)子存在原始質(zhì)量不平衡。（2）高中壓缸膨脹不良，高中壓缸存在跑偏現(xiàn)象，運行中產(chǎn)生動靜摩擦；（3）轉(zhuǎn)子存在熱彎曲；（4）轉(zhuǎn)子對中不好，軸系存在偏差；（5）高中壓對輪連接螺栓緊力不均；（6）低壓缸軸封間隙偏差大，轉(zhuǎn)子軸封處受熱不均。

2.2 針對上述分析的原因，結(jié)合現(xiàn)場所能具備的條件,確定以下解決方向及措施

（1）高中壓缸缸體偏斜狀況進行調(diào)整，在冷態(tài)下全面復(fù)查；（2）高中壓轉(zhuǎn)子做動平衡；（3）缸體軸封間隙檢查調(diào)整，尤其是低壓缸；（4）檢查機組整個疏水系統(tǒng)是否暢通；（5）檢查高中壓缸推拉桿、推力瓦座推拉桿及臺板的緊力、間隙；（6）檢查確認(rèn)軸封供汽系統(tǒng)及其減溫水系統(tǒng)；（7）對管道支吊架（包括進排汽、抽汽管道）進行全面檢查；（8）針對本機組振動情況，編寫機組啟動措施；（9）對1#～6#軸瓦及軸頸的跳動、揚度進行檢查，對高中、中低、低發(fā)對輪晃度進行復(fù)檢。（10）在整個檢查處理過程中發(fā)現(xiàn)的其他情況進行處理。

2.3 具體檢查處理情況

（1）檢查軸封系統(tǒng)管路及其疏水管路安裝正確，但低壓缸兩側(cè)軸封體裝反，造成低壓缸前后軸封的進汽管路和抽汽管路相反。處理：將進回汽管路進行更改。

（2）低壓缸軸封體出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，上軸封齒與軸有明顯摩擦痕跡，重新按照內(nèi)部斜齒各邊間隙取上限值，外邊直齒取中上限值的原則進行調(diào)整（數(shù)據(jù)見檢修記錄），調(diào)整后對下軸封體進行焊接固定處理；（3）缸體中心的檢查：通過半熱態(tài)下檢查環(huán)左右實測數(shù)據(jù)檢查發(fā)現(xiàn)，高壓缸前向左偏近0.20mm，高壓缸后偏左近0.05mm，中壓缸前偏右0.20mm，中壓缸后偏右0.09mm。在實際調(diào)整中，將高壓缸前向右移動0.20mm（調(diào)整后墊鐵左側(cè)間隙0，右側(cè)間隙0.04mm），將高壓缸后向右移動0.085mm（調(diào)整后墊鐵左側(cè)間隙0，右側(cè)間隙0.04mm），將中壓缸前向左移動0.23mm（調(diào)整后墊鐵左側(cè)間隙0，右側(cè)間隙0.07mm），中壓缸后未進行調(diào)整（墊鐵兩側(cè)間隙0.03mm 不入）。（4）檢查各軸瓦均無較大缺陷；（5）檢查轉(zhuǎn)子軸頸跳動值符合設(shè)計要求；（6）檢查轉(zhuǎn)子靠背輪晃度基本符合要求；（7）檢查聯(lián)軸器處轉(zhuǎn)子瓢偏在合格值范圍內(nèi)；（8）檢查推力軸承座及其推拉桿各處間隙符合廠家說明書要求；（9）根據(jù)前五次啟動中各瓦振動數(shù)值及最大振幅處的相位等數(shù)據(jù)分析計算后，確定2#機高壓轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡，計算在高壓轉(zhuǎn)子靠背輪處加重850g，相位60°，加重方法為將高壓轉(zhuǎn)子后靠背輪加重處螺栓護板（鋁質(zhì)）切除部分（扇形25°角），加裝同面積及厚度的鋼板，并采用錐形螺栓及M30 的薄螺母固定在高壓靠背輪上，如右圖示：實際加裝位置在高壓轉(zhuǎn)子后靠背輪螺栓處，相線鍵槽從機頭向機尾看順時針旋轉(zhuǎn)約58.7°（機組運行逆時針旋轉(zhuǎn)），實際加重840g，考慮加后焊點重量約5g，則最終加重約845g。

3 處理結(jié)果及原因總結(jié)

第二次處理后，于6 月13 日進行第六次啟機，沖轉(zhuǎn)過程中過臨界時最大振幅3Y 為89um，沖至3000r/min 最高振幅3X/3Y 為44/60um，7X/7Y 為26/59um，其他瓦振幅均小于40um；并網(wǎng)切缸后振動正常(最高50um)，首次帶滿負(fù)荷，3#瓦振幅下降，1#瓦最高升到50um，2#瓦升到60um，其他各瓦振幅變化較小，順利完成甩負(fù)荷試驗，甩負(fù)荷過程中各瓦振動正常，6 月23 日16：18 順利通過滿負(fù)荷168h 試運行，軸系振動2#瓦振幅低于76um，其他瓦處軸振均低于45um。

通過兩次停機處理，總結(jié)此次機組軸系振動的主要原因是：（1）高壓轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡；（2）高中壓缸存在一定偏移；（3）低壓缸軸封與軸出現(xiàn)碰磨（軸封體固定不牢固出現(xiàn)下沉現(xiàn)象）；（4）低壓缸軸封進汽口與抽汽口接反（兩側(cè)軸封體安裝錯誤）；（5）機組對頂軸油壓比較敏感。

4 遺留問題

機組啟動后軸位移負(fù)向達到報警值，隨時間的延長，此值逐步恢復(fù)至正常值，但具體原因有待于在機組A 級檢修中確認(rèn)分析，并在機組完全冷卻的狀態(tài)下，檢查K 值，重新確定推力盤零位。