ENK32/36-3型汽輪機故障分析

張英海 賀勁虎 孫一鵬

摘? 要：ENK32/36-3型汽輪機前后軸承座與缸體為分體結構，依靠滑塊調節缸體和轉子的熱脹冷縮，確保轉子與內缸各部間隙，由于摩擦、振動等因素往往造成軸承座的磨損下沉，相應的造成汽封磨損、振動升高等現象，文章通過分析產生原因，提出解決辦法和意見措施。

關鍵詞：龜裂;下沉;動不平衡;積垢

中圖分類號：TM621 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）36-0068-03

Abstract： The front and rear bearing block of ENK32/36-3 steam turbine is a separate structure， which relies on the slider to regulate the thermal expansion and cold shrinkage of the cylinder block and rotor to ensure the gap between the rotor and the inner cylinder. Friction， vibration and other factors often lead to the wear and sinking of the bearing housing， resulting in steam seal wear， vibration increase and other phenomena. Through the analysis of the causes， this paper puts forward solutions and measures.

Keywords： cracking; sinking; dynamic imbalance; scale

1 設備概述

ENK32/36-3型汽輪機是烏魯木齊石化化肥廠自用的9000kW發電機組驅動機，為日本富士電器株式會社1980年制造，1984年在烏石化化肥廠安裝運行的發電機組。該發電機組是化肥廠重要的生產裝置之一，主要承擔整套裝置的汽電平衡任務。ENK32/36-3型汽輪機為中溫中壓調節抽汽冷凝式透平，有17級葉輪，第一級為沖動式葉輪，其他16級為反動式葉輪。透平轉速為8000r/min，通過單級平行人字齒減速裝置拖動發電機，發電機轉速1500r/min。

設備主要參數見表1：

2 停機前運行狀況分析

透平前軸承水平振值在37um左右，1倍頻在24.3um，2倍頻7.7um，3倍頻在1.2um，1/2倍頻在0.3um，殘振在6.4um;垂直振值在20.6um左右，1倍頻在15.6um，2倍頻2.3um，3倍頻在1.5um，1/2倍頻在0.4um，殘振在5.1um;瓦溫在45度，汽封漏氣量較大，運行平穩，前軸承頻譜圖及軸心軌跡如圖1、圖2、圖3所示，從圖譜分析，前軸承振動以基頻為主導，同時有多倍頻存在，初步判斷為不平衡并伴有松動跡象，軸心軌跡圖為反進動，并有消波現象，可能有摩擦現象。

透平后軸承振值較高，水平振值在70.4um左右，1倍頻在60.8um，2倍頻1.9um，3倍頻在1.0um，1/2倍頻在1.0um，殘振在3.2um;垂直振值在76.2um左右，1倍頻在63.3um，2倍頻3.0um，3倍頻在1.3um，1/2倍頻在0.4um，殘振在3.5um;瓦溫在45℃，汽封漏氣量較大，運行平穩，其頻譜圖及軸心軌跡圖如圖4、圖5、圖6，從圖形分析，基頻為主導，波形平滑，中心軌跡橢圓形，基本判斷為動不平衡。

3 檢修過程中表現的問題

4 原因分析及應對措施

結合狀態監測圖譜分析，透平前后軸瓦的振值較高，以基頻為主，可以判斷轉子存在動不平衡，且檢修中低壓端葉片結構嚴重，進一步說明轉子不平衡是造成透平前后端軸承振值偏高的原因。

2013年透平調速系統改造時對透平進行了檢修，檢修后運行情況較好，各軸瓦振動良好，在線狀態圖譜分析轉子不存在不平衡現象。隨著運行時間的延長，轉子積垢現象加深，透平前后軸瓦振值升高，且近幾年為了降低能耗，充分利用蒸汽資源，發電機組開停機頻繁，冷凝液中鹽分的蒸發、蒸汽的沖蝕等都是造成轉子不平衡的因素。

前軸承座設有滑銷系統，能夠保障汽缸在熱膨脹和收縮過程中軸承座能夠隨汽缸的伸縮而移動，因此軸承座貓爪壓緊墊片與螺栓有0.10-0.15mm的間隙，從而保障轉子與定子之間的軸向間隙。

由于轉子不平衡，在運行過程中對軸瓦和軸承座存在交變載荷，且前軸承座存在滑銷系統，未被完全固定，在長期高振值情況下，造成軸承座底面和貓爪滑動平墊片有相對滑動和上下浮動趨勢，由于蒸汽泄漏進入滑動墊片位置造成點蝕磨損，同樣縱向滑銷在高振值情況下也會出現球面墊磨損情況，隨著運行時間的延長，振動值會有不同程度的升高。

通過以上分析，在檢修過程中和運行時主要采取以下措施，防止轉子積垢及前軸承座和滑動墊片磨損：

（1）控制蒸汽質量和透平真空度，減少低壓缸葉片積垢和沖蝕。

（2）機械加工軸承座底面和滑動平墊片，保證其平行度和光潔度，將軸承座貓爪螺栓與壓緊墊片之間的間隙調整為0.03-0.05mm，同樣將縱向滑銷間隙調整為0.03-0.05mm。

（3）更換備用轉子及汽封、軸封，調整軸封和汽封間隙。

（4）修復前軸承徑向瓦，調整軸瓦間隙。

5 結論

蒸汽透平在運行過程中控制蒸汽質量，減少蒸汽中的鹽分和SiO2等雜質，同時對于ENK32/36-3透平在檢修過程中調整好前軸承座的滑銷間隙等可以有效延長設備的運行周期。

參考文獻：

[1]張碧波.設備狀態監測與故障診斷[M].化學工業出版社出版，2011.

[2]烏魯木齊石油化工總廠.檢修規程匯編第二分冊[Z].1990-3-1.