M701F4燃機#8瓦軸振偏大分析及處理過程

袁捷

摘 要：介紹了三菱東方M701F4燃機發(fā)電機勵側軸承在運行過程中軸振偏大至100μm的問題，分析了可能導致軸振大的發(fā)電機勵側支持軸瓦、密封瓦、浮動油擋、密封油溫度等因素，并進行了相應的處理，最終軸振降到35μm。

關鍵詞：軸振；密封瓦；浮動油擋；密封油溫

中圖分類號： TM611.2 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）23-161-3

0 引言

江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司的#3機組為重型燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，其燃機為三菱公司的M701F4型，汽輪機高中壓缸及低壓缸均由東汽公司配套生產(chǎn)，發(fā)電機由東方電機配套生產(chǎn)，機組容量為475MW，于2015年9月投產(chǎn)。

此次產(chǎn)生軸振大問題的為#3機#8軸承，即發(fā)電機勵側軸承，其軸承箱內(nèi)主要部件有支持軸瓦、密封瓦、浮動油擋等，如圖1所示。

機組在2015年夏天調(diào)試過程中，曾經(jīng)出現(xiàn)過#8軸振大的問題，采取降低密封油溫度措施后可以降低軸振，隨之控制密封油溫度運行機組。

2016年3月16日，隨著外界氣溫的升高，#3燃機#8瓦軸振一度達到95μm，為保證機組安全穩(wěn)定運行，暫時采取了降低密封油溫度的措施，增大密封油冷油器閉式冷卻水的進水量，從而降低密封油溫度至29℃（環(huán)境溫度約為10℃），使軸振保持在50μm左右。為保障機組長期、可靠運行，決定在迎峰度夏前利用停機消缺機會徹底解決#8軸瓦振動的問題，對#8軸承進行解體檢查處理。

1 分析及處理過程

通過查閱燃機的安裝紀錄數(shù)據(jù)，軸系所有對輪中心均符合標準要求。并且在密封油溫度較低的狀況下運行時，軸振正常，從而可以判斷，此振動與軸系中心無關。熱工人員檢查了全部溫度測點、振動測點，均未發(fā)現(xiàn)異常，由此，主要從與發(fā)生振動有緊密關系的發(fā)電機勵側軸承有關的支持軸瓦、浮動油擋、密封油溫度、密封瓦等方面分析、查找問題。

1.1 軸承

#8瓦軸振大，首先考慮支持軸瓦是否有磨損，對潤滑油取油樣化驗，其顆粒度、酸值等全部符合標準。

解體軸承后，#8軸瓦上半表面光滑無磨損，檢查軸瓦、軸頸，均光滑、無異常且接觸良好，并且讀取#8瓦潤滑油供油、回油溫度曲線發(fā)現(xiàn)曲線較平滑，無異常。

1.2 浮動式油擋

浮動式油擋是油擋和罩殼兩部分組成，油擋是由上下兩瓣組成，油擋通過銷子連接，如圖2所示，油擋外側有一止動銷，防止油擋沿轉(zhuǎn)子徑向轉(zhuǎn)動，但能旋轉(zhuǎn)一定角度，它與轉(zhuǎn)子軸之間是有間隙的，且通有壓力油，通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，它的內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)子軸的接觸面就會產(chǎn)生強力油膜，從而實現(xiàn)對軸瓦側面油的密封。由于油擋、罩殼的軸向和徑向均有可靠的退讓間隙和調(diào)整間隙，可確保內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)子之間同心運行，確保密封效果及不會引起機組轉(zhuǎn)子振動。

解體后發(fā)現(xiàn)浮動油擋的軸向間隙偏小、有小毛刺，在油擋殼內(nèi)不能靈活旋轉(zhuǎn)，對油擋磨損的進行打磨處理，使其軸向間隙符合標準0.10-0.15mm，毛刺處進行拋光處理，油擋鎢金面用百潔布對其磨損進行處理，裝復時，其徑向間隙調(diào)整至符合標準0.20-0.30mm，且油擋能在油擋殼內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動無卡澀。根據(jù)現(xiàn)場檢查、處理的情況來看，可以判斷油擋不是導致軸振大的主要原因。

1.3 密封油溫度

密封油的供油溫度是十分重要的運行參數(shù)，通過設置冷卻器閉冷水閥門開度來調(diào)整密封油溫度，油溫一般設定在40℃左右。油的溫度決定其粘度，并且影響到密封瓦的間隙，密封瓦的軸向間隙標準為0.19-0.23mm，徑向間隙標準為0.30-0.35mm，油溫升高將降低油的粘度，不利于形成油膜，直接提高密封油的流量，而過大的流量容易引起發(fā)電機進油。密封油溫度低于25℃時，其粘度增大，可能引起密封瓦的摩擦，造成發(fā)電機軸承振動，尤其是雙流環(huán)結構的密封瓦，不恰當?shù)挠蜏貙φ駝佑休^明顯影響，因此進行了試驗：在轉(zhuǎn)速、功率基本不變的情況下，將密封油溫度從20℃緩慢上升到45℃，并每30秒記錄一次密封油溫度和#8瓦軸振的數(shù)值，將收集到的數(shù)據(jù)制作出折線圖，如圖3所示，隨著密封油溫度的變化，#8瓦的軸振也隨之變化，基本呈現(xiàn)線性關系，可以判斷振動與密封油溫度有關系。

1.4 密封瓦

該機組的發(fā)電機勵磁側的密封瓦采用的是雙流環(huán)密封瓦，其結構配有氫側和空側兩個密封油循環(huán)系統(tǒng)，密封瓦裝在軸承內(nèi)側以防止機內(nèi)氫氣沿著轉(zhuǎn)軸向機外泄漏，當密封油的壓力大于機內(nèi)氫壓時，密封油從密封瓦的溝槽處通過密封瓦與轉(zhuǎn)軸間的間隙向兩側分別流到氫側和空側，在密封瓦與轉(zhuǎn)軸間的間隙處形成壓力油膜，這樣可防止氫氣從機內(nèi)泄漏。

密封瓦是浮動在軸上的，間隙太小，極容易引起兩側軸承振動的增大。該間隙太大，不但引起竄流量的增加，同時由于空側密封油流量大，流阻小，空側油直接通過中間間隙流至氫側油處，會造成氫側油的虛假油壓。密封瓦安裝時兩半圓中分面接觸一定要良好無縫隙，合口螺栓緊固后撥動應靈活無卡澀。

此次解體發(fā)電機勵磁側上端蓋，打開密封瓦殼，解體后發(fā)現(xiàn)密封瓦烏金存在磨損現(xiàn)象、局部有毛刺，情況如圖4所示，并測量其橢圓度為0.04mm，不符合其標準0.02mm。因此，當密封油溫度升高時，密封瓦不能均勻膨脹，導致毛刺部位局部膨脹，與軸有輕微的摩擦，從而引起的軸承振動值偏高，所以當密封油溫度降低時，毛刺部位收縮，振動值也隨之降低。

遂用百潔布對磨損的地方進行打磨，最終其橢圓度符合標準，密封瓦座裝復后，通過檢查孔檢測密封瓦必須能輕松轉(zhuǎn)動，以確保運行時密封瓦與軸承之間不會碰磨，如圖5所示。機組運行后，查看密封油供油溫度曲線和#8瓦軸振曲線，如圖6所示，密封油供油溫度上升至正常值時，其軸振基本維持在35μm左右不變，在標準范圍內(nèi)。

2 結論

由于密封瓦有所磨損，并隨之產(chǎn)生毛刺，導致溫度升高時不光滑的毛刺膨脹大，從而引起摩擦，導致軸振偏大，當處理毛刺掉后，密封油溫度變化與軸振沒有直接關系，此次問題得到徹底解決。

①發(fā)電機密封瓦解體后再次裝復前，要檢查密封瓦的平整度、測量密封瓦的內(nèi)徑與軸頸的外徑的間隙，確保間隙在標準范圍內(nèi)。

②機組運行時，要確保密封油、潤滑油的品質(zhì)，要按照定期檢查要求檢查密封油、潤滑油品質(zhì)，定期安排濾油確保油質(zhì)在優(yōu)良范圍內(nèi)，是保證機組安全穩(wěn)定運行的必要條件。

③從試驗處理過程中也能發(fā)現(xiàn)密封油油溫也是影響機組振動的一個直觀因素，所以控制密封油溫度處于合理范圍內(nèi)也對機組的安全穩(wěn)定運行具有積極的意義。