1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸瓦振動(dòng)故障及治理措施

謝小強(qiáng)

【摘 要】針對(duì)電廠機(jī)組汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)期間發(fā)生的瓦振故障，分析了振動(dòng)原因以及治理措施，總結(jié)了超超臨界百萬千瓦機(jī)組汽輪機(jī)運(yùn)行過程中瓦振的影響因素及治理措施。

【關(guān)鍵詞】超超臨界 振動(dòng) 動(dòng)平衡 接觸面

【中圖分類號(hào)】TK267 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0062-02

1、軸系結(jié)構(gòu)

本文介紹該汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組選用由上海汽輪機(jī)廠制造的N1000-26.25/600/600 （TC4F）型超超臨界、一次中間再熱式、單軸、四缸四排汽、單背壓、八級(jí)回?zé)岢槠⒎磩?dòng)凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組軸系主要由高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及集電環(huán)轉(zhuǎn)子組成，各轉(zhuǎn)子之間均采用剛性聯(lián)軸節(jié)連接，汽輪機(jī)機(jī)組的4個(gè)缸的轉(zhuǎn)子由5個(gè)徑向橢圓軸承支撐，而發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子由3個(gè)徑向橢圓軸承支撐，其軸系布置如圖1所示。

該機(jī)組配有1套由 VM600構(gòu)成的TSI系統(tǒng)，可連續(xù)采集機(jī)組軸系各軸承處軸振、瓦振、 轉(zhuǎn)速、軸向位移等參數(shù)。

2、4號(hào)瓦振動(dòng)處理概況

機(jī)組自4月12日首次沖轉(zhuǎn)，至3000r/min時(shí)，4號(hào)瓦振為 9.3、8.6mm/s，隨后瓦振逐漸爬升，2h后振動(dòng)爬升至11.8mm/s（跳閘值）而跳閘。經(jīng)停機(jī)處理后，由于安裝不善，第2 次于4月27 日再次開機(jī)，剛到3 000r/min，4號(hào)瓦振為7.1、7.9mm/s，定速3 000 r/min時(shí)，4號(hào)軸振、瓦振急劇爬升，僅30min瓦振就達(dá)到10. 8、11. 6mm/s，機(jī)組被迫停機(jī)。再次處理后，機(jī)組于5月8日沖轉(zhuǎn)至3 000 r/min，4號(hào)軸振、瓦振較修前有明顯的好轉(zhuǎn)。機(jī)組空負(fù)荷定速運(yùn)行近4 h，4號(hào)瓦振已爬升至8.0mm/s，之后定速階段，4號(hào)瓦振基本穩(wěn)定，帶負(fù)荷后，基本穩(wěn)定在8.5～10.6mm/s。因此，總體機(jī)組的振動(dòng)水平仍偏大。第4次停機(jī)處理后，機(jī)組于7月9日沖轉(zhuǎn)至3 000 r/min，4號(hào)軸振、瓦振較修前有很大幅度的降低。機(jī)組在3 000 r/min及滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，4號(hào)瓦振動(dòng)最高315mm/s、3.8mm/s、30.6μm。整個(gè)軸系的振動(dòng)情況都非常理想，全部都達(dá)到優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)。

3、振動(dòng)處理過程及特征分析

3.1第一次處理情況

機(jī)組自4月12日首次沖轉(zhuǎn)，至3 000r/min時(shí)，4號(hào)瓦振為9.3、8.6mm/s，隨后瓦振逐漸爬升，2h后，振動(dòng)爬升至11.8 mm/s而跳閘。停機(jī)后，4號(hào)瓦檢查發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)問題。

①上軸承蓋與上軸承之間間隙檢查，A排側(cè)0.19～0.45mm，B排側(cè)0.17～0.50mm。標(biāo)準(zhǔn)為0.20 +0.05mm。

②上瓦打開，發(fā)現(xiàn)有2處凹槽缺陷。一處靠近中分面200mm，電端10mm，長(zhǎng)度約5mm，深度約2mm，寬度約4mm，此缺陷較大；另一外距中分面140mm，電端104mm，長(zhǎng)度約4mm，深度約2mm，寬度約2mm，此處較小。

③檢查側(cè)隙C1、C2間隙，0.05mm不入。裝復(fù)時(shí)調(diào)整至設(shè)計(jì)值0.15

+0.02mm。

④軸承上部間隙為0.72～0.74 mm，正常。側(cè)隙分別為0. 45～0.55，與設(shè)計(jì)比，偏小0.05～0.10mm。

⑤軸承底部調(diào)整塊有一貫穿的劃痕跡，寬度約2mm，深約0.5mm。軸承支座也有貫穿的劃痕跡。

各部分螺栓緊固情況良好。軸承座油檔檢查，電機(jī)端基本無磨擦痕跡，汽機(jī)端有輕微磨擦痕跡，應(yīng)屬于正?，F(xiàn)象。轉(zhuǎn)子對(duì)輪同心度及晃動(dòng)度檢查，基本正常。

4號(hào)瓦檢查結(jié)果表明小問題很多，能在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整處理主要是瓦蓋間隙、瓦蓋 C1、C2間隙。軸承底部和軸承支座貫穿劃痕要返廠處理，需要較長(zhǎng)的工期，鑒于當(dāng)時(shí)電廠的運(yùn)行狀態(tài)，開機(jī)不是很方便，為了驗(yàn)證是否僅僅由于間隙調(diào)整不到位而引起振動(dòng)爬升，確定僅將幾個(gè)間隙值調(diào)整到設(shè)計(jì)值，并在低壓轉(zhuǎn)子A加重0.83kg，加重位置為逆轉(zhuǎn)向200°。軸承底部調(diào)整塊貫穿的劃痕跡未作處理，安裝單位在瓦檢修的過程中使貫穿的劃痕程度有所加重。于4月27日再次開機(jī)，剛到3 000r/min，4號(hào)瓦振為7.1、7.9 mm/s，定速3 000 r/min時(shí)，4號(hào)軸振、瓦振急劇爬升，僅30min瓦振就達(dá)到10.8、11.6 mm/s，機(jī)組被迫停機(jī)。

這次開機(jī)的情況表明，僅將間隙調(diào)整好，對(duì)瓦振動(dòng)未有改善，4號(hào)軸振動(dòng)經(jīng)過加重處理有下降，瓦振較未處理前惡化，而這次僅是貫穿痕跡惡化，就導(dǎo)致瓦振惡化，因此必須處理貫穿痕跡。

3. 2第二階段處理情況

4號(hào)瓦振原因分析及檢修方案

經(jīng)與廠家多次溝通，拿到軸瓦支承墊塊與軸承支架接觸面安裝詳細(xì)要求。該軸承的支承墊塊為圓球形，而軸承支架為圓柱形，兩者接觸理論上為線接觸，經(jīng)研磨后，此處將形成類似橄欖球形狀的接觸面，接觸面中部寬度約20mm。對(duì)照此次劃傷部位，正好就是在接觸部位。且接觸面情況也不好，形成類似兩頭接觸，而中間脫空的形式（此類情況應(yīng)嚴(yán)格控制出現(xiàn)）。因此，原因判斷為接觸面不良。根據(jù)以上分析確定檢修方案如下。

①返回原加工廠處理軸承底部調(diào)整塊，返回原加工廠加工軸承支座，要求全部恢復(fù)到出廠狀態(tài)。

②現(xiàn)場(chǎng)對(duì)底部調(diào)整塊和軸承支座進(jìn)行研磨確保接觸面符合安裝要求。

③裝復(fù)過程中再發(fā)現(xiàn)軸承支架與主軸的垂直度不好，去除1個(gè)定位螺栓，用百分表監(jiān)視旋轉(zhuǎn)1.3mm后，調(diào)整垂直度良好，并保證了軸承底部接觸面合格。

④根據(jù)電試院的檢測(cè)數(shù)據(jù)，調(diào)整 4號(hào)瓦平衡塊角度為逆轉(zhuǎn)向150°。

4號(hào)瓦再次處理好以后，機(jī)組于5月8日沖轉(zhuǎn)至3000r/min，4號(hào)軸振、瓦振都已跟6號(hào)機(jī)組相同水平，且較修前有明顯的好轉(zhuǎn)。機(jī)組空負(fù)荷定速運(yùn)行近4 h，4號(hào)瓦振爬升至810、8.5 mm /s，之后定速階段，4號(hào)瓦振基本穩(wěn)定。

額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行近4 h情況表明，這次檢修處理已使 4號(hào)瓦振和軸振得到明顯的改善，機(jī)組已經(jīng)能在空負(fù)荷階段長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。但 4號(hào)軸振、瓦振仍然存在爬升現(xiàn)象，瓦振仍存在較小幅值的突升、突降階躍現(xiàn)象。4號(hào)軸振、瓦振都以1X倍頻分量為主，爬升也以 1X倍頻分量為主，爬升過程相位基本不變，說明機(jī)組發(fā)生了強(qiáng)迫振動(dòng)。

機(jī)組于5月11日并網(wǎng)帶初負(fù)荷 90MW，4號(hào)瓦振達(dá)到 9.4、10.2mm/s，2h后，4號(hào)瓦振已爬升至10.8、11.5 mm /s，在110 MW穩(wěn)定運(yùn)行近20 min，4號(hào)瓦振在10.8、11. 4mm /s上下波動(dòng)，3號(hào)軸振和瓦振也爬升較為明顯。軸振為CRT顯示的X、Y方向均方根值，可知機(jī)組其他各瓦振動(dòng)極不穩(wěn)定，存在著并網(wǎng)帶負(fù)荷后機(jī)組振動(dòng)緩慢變化的現(xiàn)象，給機(jī)組振動(dòng)診斷及處理帶來一定的難度。

3. 3 第三階段處理情況

機(jī)組于6月23日停油泵、停盤車開始檢修。主要檢修情況如下：

①測(cè)量低—低對(duì)輪同心度，測(cè)量位置在對(duì)輪中部。結(jié)果良好。

②加裝平衡塊。