#7 瓦振動(dòng)異常解決方案

鐘治琨 胡高斌

（江蘇國(guó)信靖江發(fā)電有限公司，江蘇 泰州 214513）

1 機(jī)組情況簡(jiǎn)述

江蘇國(guó)信靖江發(fā)電有限公司一期工程兩臺(tái)660MW 超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組由上海電氣集團(tuán)生產(chǎn)，采用德國(guó)西門(mén)子技術(shù)，型號(hào)為N660-25/600/600；兩臺(tái)機(jī)組均自2015 年年初正式投產(chǎn)運(yùn)行。

2 方案實(shí)施前的情況簡(jiǎn)述

#1 機(jī)組#7 瓦瓦振自2019 年10 月份開(kāi)始，由之前滿(mǎn)負(fù)荷最大8.9m/s（測(cè)點(diǎn)1，下同）緩慢增長(zhǎng)，至1 月初滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)達(dá)到13.8mm/s；1 月13 日，#1 機(jī)組#7 瓦測(cè)點(diǎn)1 達(dá)到最大值14.3mm/s，單點(diǎn)已接近跳閘值（跳閘值為14.7mm/s,二取二）,當(dāng)時(shí)負(fù)荷為642MW，測(cè)點(diǎn)2 數(shù)值也達(dá)到了8.7mm/s 左右。

3 運(yùn)行期間排查和分析

3.1 排除瓦振測(cè)點(diǎn)異常原因

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)振時(shí)間：2020 年1 月3 日，機(jī)組負(fù)荷：565MW；與方天振動(dòng)專(zhuān)家就地檢查測(cè)量。

3.1.1 DEH 畫(huà)面顯示#7 瓦瓦振顯示測(cè)點(diǎn)一數(shù)值：12.8mm/s；測(cè)點(diǎn)二數(shù)值:6.3mm/s（表1）。

表1 #1 機(jī)組#7 瓦現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量（合成值）

3.1.2 現(xiàn)場(chǎng)#7 瓦瓦振實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)記錄（合成值）

由于現(xiàn)場(chǎng)手持儀器測(cè)量值為合成值，需要乘以得到和實(shí)際測(cè)點(diǎn)一致的峰峰值，即表2 所示。

3.1.3 現(xiàn)場(chǎng)#7 瓦瓦振實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)記錄（峰峰值）

由于#7 瓦瓦振測(cè)點(diǎn)1 和測(cè)點(diǎn)2 分別在機(jī)組A、B 排呈45°布置，由表2 的45 度方向的振動(dòng)可知，測(cè)點(diǎn)1 的DEH顯示值為12.8mm/s，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量值為12.2 mm/s；測(cè)點(diǎn)二的DEH 顯示值為6.3mm/s，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量值為6.1mm/s；即證明DEH數(shù)值顯示基本正確，排除振動(dòng)探頭異常的可能。

表2 #1 機(jī)組#7 瓦現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量（峰峰值）

3.2 排除#7 瓦側(cè)發(fā)電機(jī)地腳螺栓松動(dòng)的引起瓦振的可能

對(duì)#7 瓦處發(fā)電機(jī)地腳、臺(tái)板和基礎(chǔ)相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)振（測(cè)點(diǎn)1 至測(cè)點(diǎn)5 依次由發(fā)電機(jī)往汽輪機(jī)方向取點(diǎn),B 排側(cè)取點(diǎn)和A 排側(cè)相對(duì)應(yīng)），在#1 機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷下對(duì)#1 機(jī)組#7 瓦處發(fā)電機(jī)地腳、臺(tái)板和基礎(chǔ)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量并記錄（記錄值如表3所示）。

由表3 滿(mǎn)負(fù)荷下#1 機(jī)組#7瓦處發(fā)電機(jī)地腳、臺(tái)板和基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量可知，發(fā)電機(jī)#7 瓦B 排側(cè)（爐側(cè)）地腳水平振速最大達(dá)到2.9mm/s 左右，較之A 側(cè)稍偏大，但是經(jīng)過(guò)和發(fā)電機(jī)廠技術(shù)人員和方天技術(shù)人員確認(rèn)：振速小于3mm/s 均屬于良好范疇，故振源并不是因?yàn)榈啬_螺栓松動(dòng)而引起，且機(jī)組調(diào)停時(shí)已用力矩扳手確認(rèn)力矩滿(mǎn)足要求，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，排除地腳螺栓松動(dòng)引起#7 瓦瓦振的可能。

表3 滿(mǎn)負(fù)荷下#1 機(jī)組#7 瓦現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量（峰峰值）

3.3 排除#7 瓦軸振是引起瓦振異常的主因

經(jīng)過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析不難看出，高負(fù)荷時(shí)#7 瓦軸振均為40-55μm 左右，軸振數(shù)值稍稍偏大，但不足以導(dǎo)致#7 瓦高負(fù)荷下的瓦振值（對(duì)比同時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子徑向瓦的#6 瓦，#6 瓦最大軸振甚至達(dá)到83μm，但瓦振一直在5mm/s 以下），經(jīng)過(guò)與方天振動(dòng)專(zhuān)家的共同分析判斷：引起瓦振異常的主要原因不是軸振，軸振只是一小部分因素，可以通過(guò)動(dòng)平衡的方式來(lái)減少由軸振引起的瓦振。

3.4 排除其它可能影響瓦振的因素

通過(guò)歷史數(shù)據(jù)對(duì)比分析基本排除機(jī)組真空、氫氣溫度、密封油溫等參數(shù)對(duì)#7 瓦瓦振的影響，且密封油溫和氫溫都已經(jīng)配合發(fā)電部完成試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)，它們的變化對(duì)#7 瓦瓦振幾乎沒(méi)有影響。

3.5 確認(rèn)瓦振異常的主要原因

由歷史數(shù)據(jù)可以看出，深度調(diào)峰后或者機(jī)組啟停后同工況下#7 瓦的瓦振在不斷變化，可以判斷機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)是導(dǎo)致#1 機(jī)組#7 瓦瓦振變化的誘因。在深度調(diào)峰下，轉(zhuǎn)子的負(fù)載力發(fā)生顯著變化，轉(zhuǎn)子和軸瓦的相對(duì)位置發(fā)生改變，由于軸瓦的自位性，瓦的位置發(fā)生改變，故會(huì)導(dǎo)致深度調(diào)峰后#7 瓦瓦振的數(shù)值發(fā)生改變，同工況下的改變量在1.1-2.3mm/s 之間；甚至2 月份#1 機(jī)組調(diào)停后再啟動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)：在機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷、供熱量均為75t/h 的相同工況下，#7 瓦瓦振1 由之前的13.8mm/s 降為12.5mm/s，間接說(shuō)明了瓦態(tài)的變化導(dǎo)致了#1 機(jī)組#7 瓦瓦振的變化。同時(shí)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，高負(fù)荷下#6 瓦的軸振達(dá)到了83μm 左右，但#6 瓦的瓦振在3.5-4.5mm/s 左右，由于#6 瓦和#7 瓦共同支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，故判斷#6 瓦處的不平衡量可能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子傳遞至#7 瓦處，從而導(dǎo)致#7 瓦瓦振的變化。

經(jīng)過(guò)#1 機(jī)組#7 瓦頻譜圖輔助分析，發(fā)現(xiàn)瓦振以工頻振動(dòng)為主，說(shuō)明軸瓦內(nèi)部存在動(dòng)靜碰磨，結(jié)合上文綜合故判斷動(dòng)靜碰磨的原因可能是由于瓦態(tài)的問(wèn)題導(dǎo)致的偏磨，或者由于轉(zhuǎn)子不平衡量的傳導(dǎo)，或者兩者皆有。

4 #7 瓦瓦振綜合治理的實(shí)施

根據(jù)修前專(zhuān)題分析，決定通過(guò)兩個(gè)主方向?qū)?1 機(jī)組#7瓦瓦振異常的情況進(jìn)行處理：#7 瓦瓦態(tài)情況檢查及對(duì)低發(fā)對(duì)輪和勵(lì)發(fā)對(duì)輪處做動(dòng)平衡；同時(shí)不放過(guò)任何影響因素：對(duì)勵(lì)發(fā)對(duì)輪中心進(jìn)行復(fù)核、對(duì)地腳螺栓力矩進(jìn)行復(fù)核、對(duì)氫冷器間隙進(jìn)行復(fù)查等等。

4.1 對(duì)#7 瓦瓦態(tài)進(jìn)行檢查

4.1.1 配合間隙檢查

修前值記錄（見(jiàn)表4）。

表4 #1 機(jī)組#7 瓦相關(guān)配合間隙修前值

如表4 可知，#1 機(jī)組#7 瓦存在軸瓦緊力間隙偏大的情況，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3-0.4mm，但修前測(cè)量達(dá)到0.51mm，這也驗(yàn)證了修前的判斷：正是由于軸瓦緊力間隙偏大，導(dǎo)致#7 瓦在豎直方向存在較大的活動(dòng)量，不同工況下對(duì)軸瓦豎直方向的束縛減弱，且由于瓦的自位性造成瓦態(tài)變化造成偏磨，從而導(dǎo)致#7 瓦瓦振異常。故我們?cè)跈z修中對(duì)#7 瓦緊力間隙進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整為0.3mm，符合制造廠間隙要求。

4.1.2 軸瓦鎢金面檢查

由圖1 可知，#1 機(jī)組#7 瓦球面接觸情況相對(duì)良好、鎢金接觸面均衡，但鎢金接觸面積不足，根據(jù)接觸痕跡可明顯看出#7 瓦吃重較大，存在偏磨。

圖1 #7 瓦下瓦修刮前

如圖2 所示，檢修中對(duì)受損鎢金接觸面及油楔部位進(jìn)行了修刮處理。對(duì)其上、下瓦油楔部位進(jìn)行修刮，以增大進(jìn)油、增加油膜厚度，達(dá)到增強(qiáng)油膜對(duì)軸頸的包持力，從而減少軸與瓦的偏磨，減少因碰磨導(dǎo)致的振動(dòng)異常的情況。

圖2 #7 瓦下瓦修刮后

對(duì)軸瓦修刮清理后，通過(guò)對(duì)軸瓦鎢金面的著色探傷確認(rèn)軸瓦鎢金面無(wú)脫胎或者裂紋的情況（如圖3 和圖4 所示）。

圖3 #7 瓦上瓦著色探傷

圖4 #7 瓦下瓦著色探傷

4.2 勵(lì)發(fā)對(duì)輪及低發(fā)對(duì)輪動(dòng)平衡

做動(dòng)平衡的目的是：消除#7 瓦處轉(zhuǎn)子不平衡量，減少因?yàn)檩S振引起的瓦振，通過(guò)在勵(lì)發(fā)對(duì)輪動(dòng)平衡實(shí)現(xiàn)；消除#6 瓦處轉(zhuǎn)子不平衡量的傳到，減少因?yàn)閭鲗?dǎo)干擾引起的瓦振，通過(guò)在低發(fā)對(duì)輪動(dòng)平衡實(shí)現(xiàn)。

勵(lì)發(fā)對(duì)輪動(dòng)平衡：先找出轉(zhuǎn)子的零位，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，用影響系數(shù)法計(jì)算出理論應(yīng)加配重塊的質(zhì)量（328g）和相位（131°，以零位為基準(zhǔn)，順時(shí)針）。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，加工相應(yīng)的平衡塊（平衡螺釘尺寸為M20，長(zhǎng)約100mm，有螺紋處約30mm），每個(gè)平衡塊的質(zhì)量約為143g。實(shí)際加裝平衡塊2只，分別是從零位順時(shí)針?biāo)闫鸬谒膫€(gè)和第五個(gè)平衡孔。實(shí)際加重合成重量為276g，相位為131°。

低發(fā)對(duì)輪動(dòng)平衡：與勵(lì)發(fā)對(duì)輪同樣方法，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)用影響系數(shù)法計(jì)算出平衡塊重量500 克，零點(diǎn)逆時(shí)針160度；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加重為580g，相位為-160°。

4.3 其余影響因素檢查

4.3.1 塞尺檢查#7 瓦處勵(lì)發(fā)對(duì)輪張口≤2.5 絲，盤(pán)動(dòng)大軸檢查對(duì)輪處彎曲度在5 絲以?xún)?nèi)，說(shuō)明對(duì)輪中心良好，不需要重新對(duì)中，排除對(duì)輪中心異常導(dǎo)致#7 瓦瓦振異常的可能。

4.3.2 檢查氫冷卻器北側(cè)定位塊外觀無(wú)異常，與氫冷器間無(wú)碰撞痕跡，根據(jù)Q5D430.930 圖，檢查底部定位塊間隙為0.02mm、其余三面間隙均為0.75mm，和標(biāo)準(zhǔn)一致，排除因氫冷器換熱管松動(dòng)導(dǎo)致振動(dòng)傳導(dǎo)至#7 瓦的可能。

4.3.3 根據(jù)制造廠說(shuō)明書(shū)要求。在發(fā)電機(jī)地腳M39 的基礎(chǔ)螺栓上通過(guò)力矩扳手施加力矩為1085N2m 的力，發(fā)現(xiàn)螺栓未動(dòng)作，證明發(fā)電機(jī)地腳螺栓未松動(dòng)，排除因?yàn)榘l(fā)電機(jī)地腳螺栓松動(dòng)導(dǎo)致振動(dòng)傳導(dǎo)至#7 瓦的可能。

5 #1 機(jī)組#7 瓦綜合治理方法的創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)

創(chuàng)新點(diǎn)為不拘泥于制造廠標(biāo)準(zhǔn)，而是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、實(shí)事求是，根據(jù)軸承實(shí)際載荷情況對(duì)軸承緊力、油隙等數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，保證了軸瓦的穩(wěn)定性和軸瓦對(duì)轉(zhuǎn)子的包持力。

5.2 全面排查、不留死角

輔助運(yùn)行時(shí)現(xiàn)場(chǎng)排查和頻譜圖分析，找出#7 瓦振動(dòng)的主要原因，可以在檢修時(shí)有的放矢，做到修必修好，避免了盲目檢修。

5.3 多角度綜合治理

從多角度思考，不拘泥于某一個(gè)方面，通過(guò)瓦態(tài)檢查、減少#7 瓦軸振、減少振動(dòng)傳導(dǎo)、排除對(duì)中不好等多種角度思考，逐一排查，做到全面綜合治理，避免了單方面檢修的局限性。

6 實(shí)施效果和后續(xù)思考

6.1 實(shí)施效果

通過(guò)上文所述專(zhuān)項(xiàng)綜合治理，#1 機(jī)組啟動(dòng)后#7 瓦瓦振較之修前有大幅度下降：較之修前#7 瓦瓦振測(cè)點(diǎn)1 平均下降6.2mm/s（修前測(cè)點(diǎn)1 平均11.7 mm/s，修后平均5.5mm/s）；通過(guò)今年9 月份的數(shù)據(jù)可以看出，#1 機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)#7 瓦瓦振測(cè)點(diǎn)1 最大5.8mm/s、測(cè)點(diǎn)2 最大7.5mm/s，最大值均在報(bào)警值9.3mm/s 以下；且由表5 可以明顯看出瓦振測(cè)點(diǎn)1 由修前最大14.3mm/s 降至修后6.5mm/s，實(shí)施效果明顯。

表5 #1 機(jī)組#7 瓦瓦振值修前修后對(duì)比

通過(guò)#7 瓦的綜合治理，使得修后#1 機(jī)組#7 瓦瓦振數(shù)據(jù)均在報(bào)警值（9.3 mm/s）以下，保證了2021 年迎峰度夏期間機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，專(zhuān)項(xiàng)治理取得階段性成果。

6.2 后續(xù)思考

雖然現(xiàn)階段#1 機(jī)組#7 瓦瓦振數(shù)據(jù)均在報(bào)警值以下，但還有進(jìn)一步降低的空間：①繼續(xù)分析低壓缸汽封間隙通過(guò)低壓轉(zhuǎn)子對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的影響大??；②繼續(xù)分析發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子撓度對(duì)#7 瓦瓦振的影響；并結(jié)合2023 年的#1 機(jī)組大修進(jìn)行驗(yàn)證，以期進(jìn)一步降低#1 機(jī)組#7 瓦的瓦振值。