印尼棉蘭2×220MW電廠汽機振動分析

謝朝輝

摘要：汽輪發電機軸振動大的引發因素很多，必須從復雜的表象中查找出主要因素。文章對印尼棉蘭Pangkala.susu電廠1號機組汽機滿負荷振動情況進行了分析，并針對電廠大型轉動機械的振動進行了探討。

關鍵詞：電廠；汽輪發電機；轉動機械；汽機振動；滿負荷 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2015）23-0145-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.073

1 機組情況

（1）汽輪發電機是北京北重汽輪發電機有限公司供貨，機組型號為：N220-12.75/535/535；（2）汽輪機轉子情況，轉子總長4382mm，總重6726kg（包括葉片重量）。在軸的后端自帶有聯軸器，軸的前端是Φ250mm的1號軸頸，其端固定有危急遮斷器；（3）中壓轉子跨距為4427mm，總重為11100kg（包括中壓動葉片和中低聯軸器重量）。中壓轉子前軸頸為Φ300mm，后軸頸為Φ360mm；（4）低壓轉子跨度4714mm，總重32t。低壓前后軸頸為Φ358mm；（5）發電機轉子總重為41428kg，跨距11350mm，前后軸頸為Φ420mm，后端固定有勵磁短軸。

2 機組運行振動情況

通過上面的數據分析，2瓦溫度比1瓦和3瓦的溫度低10℃左右，1號軸和3號軸振動明顯大于2號瓦，得出現場先采用簡單處理方法，如下：（1）通過軸瓦溫度情況，把2號瓦抬高0.1mm，增加2號瓦負載來控制軸振；（2）解開前軸承箱，檢查1號瓦振動探頭是否因為熱膨脹出現位置跑偏的情況；（3）在機組下次啟機前，架百分表監視前軸承箱左右與臺板相對位置是否存在跑偏；（4）解開前軸承箱，查看鍵相探頭，在軸承位置引出鍵相位置，為在轉子上加配重做準備；（5）檢查高中壓轉子聯軸器螺栓、中低壓轉子聯軸器螺栓及危機遮斷器殼體與高壓轉子連接處螺栓的是否松動？

停機工作情況后，檢查發現1號瓦振動探頭部分出測量位置的臺階，把探頭安裝在脹差范圍內的位置，不會因為膨脹出現探頭測量擾動的情況。1號瓦和3號瓦翻瓦檢查，烏金面情況良好。檢查軸系各聯軸器上螺栓緊固情況良好。2號軸現場抬高0.1mm，鍵相位置引箱外。

2015年2月2日，08∶33再次啟機，發現3000r/m，定速，不帶負荷時，3號瓦X向振動最大115.0∠162°。帶負荷后，軸系振動還是隨參數上升，振動上升，如下數據。

從上面數據發現，1號瓦振動變化不大，還是在160～170μm之間，3號瓦振動略有降低，但是不明顯。2號瓦溫度與1號和3號瓦溫度差縮小2℃左右。

在前軸承箱臺板及高壓缸貓爪處架百分表，監視膨脹，發現左右兩側百分表讀數基本保持一致，膨脹差在0.05mm以下，證明前軸承箱膨脹順暢。根據astom的振動測量軟件S8000分析，發現1號軸和3號軸振動幅值基本上為1倍頻，且振動相位穩定，通過分析可以采用在轉子上增加配重的方法，降低振動幅值。

3 動平衡計算及處理

根據上面1倍頻振動數據，圖解如下圖1至圖4：

如圖1，鑒向位為0位時，鑒向槽口位置正對著鑒向探頭。現場安裝鑒向探頭與振動探頭的角度，當鑒向探頭轉過85°時，1軸Y向振動最大，見圖2，可以計算出，此時振動大的位置與鑒向探頭的夾角為70°，當鑒向探頭轉過299°時，1號軸X向振動最大，見圖3，可以計算出，此時振動最大位置與鑒向探頭的夾角為14°，鑒向槽口引出位置在向上位置，如圖4，可以看出，ASTOM產的S8000振動分析軟件測量的振動最大點在第四象限，2個振動探頭測量出的振動峰值點相差70°-14°=56°，采用平均值法，可以得出振動最大點在與鑒向槽口夾角42°的位置，考慮到我們鑒向探頭與振動探頭的滯后性，先考慮此機組的滯后角是20°，可知此機組的1號瓦振動最大點與鑒向探頭夾角是42°-20°=22°，配重位置在與中心點對稱位置，即與鑒向槽口位置逆向202°。上述描述了轉子配重的相位確定，下面計算轉子的配重塊重量。因為這是北重廠已生產過的成熟機型，北重廠可以查出轉子配重的經驗影響系數A，表示轉子在零度方向，轉子1米半徑處，加單位質量對振動的影響變化量，據此可以計算出，加重的質量約為600克，計算上面剛性單平面的動平衡得出上面加重方位和重量，同樣在3、4號軸的靠背輪上配重，得出配重的相位和配重塊重量，為逆向轉350°，配重700克。

4 動平衡配重效果

上面軸振動數據是通頻，可以看出動平衡配重后，1號軸和3號軸振動幅值明顯下降，配重成功。

5 結語

汽輪發電機軸振動大，引起的原因多，分析復雜，必須從復雜的表象中檢查出主要因素，本機組振動的相位基本在一個象限，基本可以肯定是因為轉子質量不平衡引起的，所以在轉子上做動平衡效果明顯。

參考文獻

[1] 楊建剛.旋轉機械振動分析與工程應用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 安勝利.轉子動平衡影響系數法的實用化程序研究[J].熱力發電，2012，（5）.

（責任編輯：蔣建華）endprint