某廠2#機組試運期間軸振振動大處理淺析

趙輝

（寧夏銀星發電有限責任公司，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、氫冷發電機。

該機組機組由高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子、發電機轉子及8 個支持軸承組成（不包括機尾穩定軸承），在高、中壓缸之間的2#、3#徑向支持軸承間設置推力軸承。各段轉子剛性聯軸器聯接，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，各軸承的失穩轉速均在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。

該機組設計臨界轉速避開工作轉速的最小幅度為15.33%，在額定轉速下穩定運行時，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。各轉子軸系在通過臨界轉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 振動現象及經過

2006 年5 月23 日，某廠2#機組安裝調試后具備整套啟運條件，沖轉至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，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，經分析本機組對頂軸油壓敏感，進行頂軸油壓調整并檢查確認4#瓦X 向振動測點正常后再次啟機。第二次啟動沖轉至機組并網后切高缸運行帶負荷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,相對比較穩定，因西北網調令機組解列。第三次啟機后帶負荷至50MW 時，2X/Y 振動大跳機，在轉子惰走過程中，6 瓦振動最大到140um，停機檢修復查。

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#墊鐵延軸向方向將外側部分去除0.08mm；檢查1#瓦軸頸揚度較安裝值低0.14mm/m，分析高壓轉子存在塌頭現象，2#瓦支撐不實，將1#瓦墊起0.05mm，3#瓦降低0.05mm，高中壓缸測量環檢查(存在輕微缸體偏移現象)：檢查軸瓦處軸頸晃度、對輪聯接情況及對輪處跳動值和瓢偏值均在要求范圍內；同時，從前三次啟動軸振情況來看，軸振主要發生在通頻和一倍頻，可能存在轉子質量不平衡，但此次先不考慮做動平衡，先檢查處理，啟機后根據情況而定，同時做好數據采集工作。

6 月3 日，第四次機組啟動并網切缸后，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。在按照參數穩定、低負荷不投磨情況下第五次啟機，并網40分鐘后負荷緩慢帶至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，仍然出現第五次、第六次啟機后的軸振大跳機現象，通過采集的數據及相關頻譜圖、趨勢圖討論分析后確定原因主要是：（1）高中壓轉子存在原始質量不平衡。（2）高中壓缸膨脹不良，高中壓缸存在跑偏現象，運行中產生動靜摩擦；（3）轉子存在熱彎曲；（4）轉子對中不好，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，轉子軸封處受熱不均。

2.2 針對上述分析的原因，結合現場所能具備的條件,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整，在冷態下全面復查；（2）高中壓轉子做動平衡；（3）缸體軸封間隙檢查調整，尤其是低壓缸；（4）檢查機組整個疏水系統是否暢通；（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）檢查確認軸封供汽系統及其減溫水系統；（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、低發對輪晃度進行復檢。（10）在整個檢查處理過程中發現的其他情況進行處理。

2.3 具體檢查處理情況

（1）檢查軸封系統管路及其疏水管路安裝正確，但低壓缸兩側軸封體裝反，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）低壓缸軸封體出現下沉現象，上軸封齒與軸有明顯摩擦痕跡，重新按照內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整（數據見檢修記錄），調整后對下軸封體進行焊接固定處理；（3）缸體中心的檢查：通過半熱態下檢查環左右實測數據檢查發現，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。在實際調整中，將高壓缸前向右移動0.20mm（調整后墊鐵左側間隙0，右側間隙0.04mm），將高壓缸后向右移動0.085mm（調整后墊鐵左側間隙0，右側間隙0.04mm），將中壓缸前向左移動0.23mm（調整后墊鐵左側間隙0，右側間隙0.07mm），中壓缸后未進行調整（墊鐵兩側間隙0.03mm 不入）。（4）檢查各軸瓦均無較大缺陷；（5）檢查轉子軸頸跳動值符合設計要求；（6）檢查轉子靠背輪晃度基本符合要求；（7）檢查聯軸器處轉子瓢偏在合格值范圍內；（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）根據前五次啟動中各瓦振動數值及最大振幅處的相位等數據分析計算后，確定2#機高壓轉子存在質量不平衡，計算在高壓轉子靠背輪處加重850g，相位60°，加重方法為將高壓轉子后靠背輪加重處螺栓護板（鋁質）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子后靠背輪螺栓處，相線鍵槽從機頭向機尾看順時針旋轉約58.7°（機組運行逆時針旋轉），實際加重840g，考慮加后焊點重量約5g，則最終加重約845g。

3 處理結果及原因總結

第二次處理后，于6 月13 日進行第六次啟機，沖轉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；并網切缸后振動正常(最高50um)，首次帶滿負荷，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，順利完成甩負荷試驗，甩負荷過程中各瓦振動正常，6 月23 日16：18 順利通過滿負荷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，總結此次機組軸系振動的主要原因是：（1）高壓轉子存在質量不平衡；（2）高中壓缸存在一定偏移；（3）低壓缸軸封與軸出現碰磨（軸封體固定不牢固出現下沉現象）；（4）低壓缸軸封進汽口與抽汽口接反（兩側軸封體安裝錯誤）；（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向達到報警值，隨時間的延長，此值逐步恢復至正常值，但具體原因有待于在機組A 級檢修中確認分析，并在機組完全冷卻的狀態下，檢查K 值，重新確定推力盤零位。