#7 瓦振動異常解決方案

鐘治琨 胡高斌

（江蘇國信靖江發電有限公司，江蘇 泰州 214513）

1 機組情況簡述

江蘇國信靖江發電有限公司一期工程兩臺660MW 超超臨界汽輪發電機組由上海電氣集團生產，采用德國西門子技術，型號為N660-25/600/600；兩臺機組均自2015 年年初正式投產運行。

2 方案實施前的情況簡述

#1 機組#7 瓦瓦振自2019 年10 月份開始，由之前滿負荷最大8.9m/s（測點1，下同）緩慢增長，至1 月初滿負荷時達到13.8mm/s；1 月13 日，#1 機組#7 瓦測點1 達到最大值14.3mm/s，單點已接近跳閘值（跳閘值為14.7mm/s,二取二）,當時負荷為642MW，測點2 數值也達到了8.7mm/s 左右。

3 運行期間排查和分析

3.1 排除瓦振測點異常原因

現場測振時間：2020 年1 月3 日，機組負荷：565MW；與方天振動專家就地檢查測量。

3.1.1 DEH 畫面顯示#7 瓦瓦振顯示測點一數值：12.8mm/s；測點二數值:6.3mm/s（表1）。

表1 #1 機組#7 瓦現場測量（合成值）

3.1.2 現場#7 瓦瓦振實測數據記錄（合成值）

由于現場手持儀器測量值為合成值，需要乘以得到和實際測點一致的峰峰值，即表2 所示。

3.1.3 現場#7 瓦瓦振實測數據記錄（峰峰值）

由于#7 瓦瓦振測點1 和測點2 分別在機組A、B 排呈45°布置，由表2 的45 度方向的振動可知，測點1 的DEH顯示值為12.8mm/s，現場測量值為12.2 mm/s；測點二的DEH 顯示值為6.3mm/s，現場測量值為6.1mm/s；即證明DEH數值顯示基本正確，排除振動探頭異常的可能。

表2 #1 機組#7 瓦現場測量（峰峰值）

3.2 排除#7 瓦側發電機地腳螺栓松動的引起瓦振的可能

對#7 瓦處發電機地腳、臺板和基礎相關點進行測振（測點1 至測點5 依次由發電機往汽輪機方向取點,B 排側取點和A 排側相對應），在#1 機組滿負荷下對#1 機組#7 瓦處發電機地腳、臺板和基礎進行現場測量并記錄（記錄值如表3所示）。

由表3 滿負荷下#1 機組#7瓦處發電機地腳、臺板和基礎的現場測量可知，發電機#7 瓦B 排側（爐側）地腳水平振速最大達到2.9mm/s 左右，較之A 側稍偏大，但是經過和發電機廠技術人員和方天技術人員確認：振速小于3mm/s 均屬于良好范疇，故振源并不是因為地腳螺栓松動而引起，且機組調停時已用力矩扳手確認力矩滿足要求，無松動現象，排除地腳螺栓松動引起#7 瓦瓦振的可能。

表3 滿負荷下#1 機組#7 瓦現場測量（峰峰值）

3.3 排除#7 瓦軸振是引起瓦振異常的主因

經過歷史數據分析不難看出，高負荷時#7 瓦軸振均為40-55μm 左右，軸振數值稍稍偏大，但不足以導致#7 瓦高負荷下的瓦振值（對比同時發電機轉子徑向瓦的#6 瓦，#6 瓦最大軸振甚至達到83μm，但瓦振一直在5mm/s 以下），經過與方天振動專家的共同分析判斷：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，可以通過動平衡的方式來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

通過歷史數據對比分析基本排除機組真空、氫氣溫度、密封油溫等參數對#7 瓦瓦振的影響，且密封油溫和氫溫都已經配合發電部完成試驗，根據試驗，它們的變化對#7 瓦瓦振幾乎沒有影響。

3.5 確認瓦振異常的主要原因

由歷史數據可以看出，深度調峰后或者機組啟停后同工況下#7 瓦的瓦振在不斷變化，可以判斷機組的運行狀態是導致#1 機組#7 瓦瓦振變化的誘因。在深度調峰下，轉子的負載力發生顯著變化，轉子和軸瓦的相對位置發生改變，由于軸瓦的自位性，瓦的位置發生改變，故會導致深度調峰后#7 瓦瓦振的數值發生改變，同工況下的改變量在1.1-2.3mm/s 之間；甚至2 月份#1 機組調停后再啟動時發現：在機組滿負荷、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，間接說明了瓦態的變化導致了#1 機組#7 瓦瓦振的變化。同時，結合歷史數據，高負荷下#6 瓦的軸振達到了83μm 左右，但#6 瓦的瓦振在3.5-4.5mm/s 左右，由于#6 瓦和#7 瓦共同支撐發電機轉子，故判斷#6 瓦處的不平衡量可能通過發電機轉子傳遞至#7 瓦處，從而導致#7 瓦瓦振的變化。

經過#1 機組#7 瓦頻譜圖輔助分析，發現瓦振以工頻振動為主，說明軸瓦內部存在動靜碰磨，結合上文綜合故判斷動靜碰磨的原因可能是由于瓦態的問題導致的偏磨，或者由于轉子不平衡量的傳導，或者兩者皆有。

4 #7 瓦瓦振綜合治理的實施

根據修前專題分析，決定通過兩個主方向對#1 機組#7瓦瓦振異常的情況進行處理：#7 瓦瓦態情況檢查及對低發對輪和勵發對輪處做動平衡；同時不放過任何影響因素：對勵發對輪中心進行復核、對地腳螺栓力矩進行復核、對氫冷器間隙進行復查等等。

4.1 對#7 瓦瓦態進行檢查

4.1.1 配合間隙檢查

修前值記錄（見表4）。

表4 #1 機組#7 瓦相關配合間隙修前值

如表4 可知，#1 機組#7 瓦存在軸瓦緊力間隙偏大的情況，標準值為0.3-0.4mm，但修前測量達到0.51mm，這也驗證了修前的判斷：正是由于軸瓦緊力間隙偏大，導致#7 瓦在豎直方向存在較大的活動量，不同工況下對軸瓦豎直方向的束縛減弱，且由于瓦的自位性造成瓦態變化造成偏磨，從而導致#7 瓦瓦振異常。故我們在檢修中對#7 瓦緊力間隙進行了調整，調整為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 機組#7 瓦球面接觸情況相對良好、鎢金接觸面均衡，但鎢金接觸面積不足，根據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，檢修中對受損鎢金接觸面及油楔部位進行了修刮處理。對其上、下瓦油楔部位進行修刮，以增大進油、增加油膜厚度，達到增強油膜對軸頸的包持力，從而減少軸與瓦的偏磨，減少因碰磨導致的振動異常的情況。

圖2 #7 瓦下瓦修刮后

對軸瓦修刮清理后，通過對軸瓦鎢金面的著色探傷確認軸瓦鎢金面無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 勵發對輪及低發對輪動平衡

做動平衡的目的是：消除#7 瓦處轉子不平衡量，減少因為軸振引起的瓦振，通過在勵發對輪動平衡實現；消除#6 瓦處轉子不平衡量的傳到，減少因為傳導干擾引起的瓦振，通過在低發對輪動平衡實現。

勵發對輪動平衡：先找出轉子的零位，根據歷史數據，用影響系數法計算出理論應加配重塊的質量（328g）和相位（131°，以零位為基準，順時針）。根據現場實際情況，加工相應的平衡塊（平衡螺釘尺寸為M20，長約100mm，有螺紋處約30mm），每個平衡塊的質量約為143g。實際加裝平衡塊2只，分別是從零位順時針算起第四個和第五個平衡孔。實際加重合成重量為276g，相位為131°。

低發對輪動平衡：與勵發對輪同樣方法，通過歷史數據用影響系數法計算出平衡塊重量500 克，零點逆時針160度；現場實際加重為580g，相位為-160°。

4.3 其余影響因素檢查

4.3.1 塞尺檢查#7 瓦處勵發對輪張口≤2.5 絲，盤動大軸檢查對輪處彎曲度在5 絲以內，說明對輪中心良好，不需要重新對中，排除對輪中心異常導致#7 瓦瓦振異常的可能。

4.3.2 檢查氫冷卻器北側定位塊外觀無異常，與氫冷器間無碰撞痕跡，根據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，和標準一致，排除因氫冷器換熱管松動導致振動傳導至#7 瓦的可能。

4.3.3 根據制造廠說明書要求。在發電機地腳M39 的基礎螺栓上通過力矩扳手施加力矩為1085N2m 的力，發現螺栓未動作，證明發電機地腳螺栓未松動，排除因為發電機地腳螺栓松動導致振動傳導至#7 瓦的可能。

5 #1 機組#7 瓦綜合治理方法的創新點

5.1 根據實際情況優化標準

創新點為不拘泥于制造廠標準，而是結合現場實際情況、實事求是，根據軸承實際載荷情況對軸承緊力、油隙等數據進行優化，保證了軸瓦的穩定性和軸瓦對轉子的包持力。

5.2 全面排查、不留死角

輔助運行時現場排查和頻譜圖分析，找出#7 瓦振動的主要原因，可以在檢修時有的放矢，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，不拘泥于某一個方面，通過瓦態檢查、減少#7 瓦軸振、減少振動傳導、排除對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 實施效果和后續思考

6.1 實施效果

通過上文所述專項綜合治理，#1 機組啟動后#7 瓦瓦振較之修前有大幅度下降：較之修前#7 瓦瓦振測點1 平均下降6.2mm/s（修前測點1 平均11.7 mm/s，修后平均5.5mm/s）；通過今年9 月份的數據可以看出，#1 機組滿負荷時#7 瓦瓦振測點1 最大5.8mm/s、測點2 最大7.5mm/s，最大值均在報警值9.3mm/s 以下；且由表5 可以明顯看出瓦振測點1 由修前最大14.3mm/s 降至修后6.5mm/s，實施效果明顯。

表5 #1 機組#7 瓦瓦振值修前修后對比

通過#7 瓦的綜合治理，使得修后#1 機組#7 瓦瓦振數據均在報警值（9.3 mm/s）以下，保證了2021 年迎峰度夏期間機組的安全穩定運行，專項治理取得階段性成果。

6.2 后續思考

雖然現階段#1 機組#7 瓦瓦振數據均在報警值以下，但還有進一步降低的空間：①繼續分析低壓缸汽封間隙通過低壓轉子對發電機轉子振動的影響大小；②繼續分析發電機轉子撓度對#7 瓦瓦振的影響；并結合2023 年的#1 機組大修進行驗證，以期進一步降低#1 機組#7 瓦的瓦振值。