彭城電廠5號機臨界轉速八瓦軸振過大原因分析及處理

摘要：文章主要針對彭城電廠5號（1000MW）機組在啟停機過程中，通過臨界轉速時八瓦軸振嚴重超標，當機組轉速達到額定3000r/min時軸振趨于正常，進行查找、分析振動原因，并通過抬高八號軸承座增加八瓦承載力的方法消除了該位置的軸振，取得較好的效果。

關鍵詞：臨界轉速；八瓦軸振過大；對輪中心；下開口；支承力

中圖分類號：TM311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）15-0115-03

1 概述

汽輪機為N1000-26.25/600/600型，超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式、八級回熱抽汽汽輪機。由上海汽輪機有限公司和德國西門子聯合設計制造，機組采用HMN型積木塊組合串聯布置：包括一個單流圓筒型H30高壓缸，一個雙流M30中壓缸，兩個N30雙流低壓缸，#2軸承座位于高壓缸和中壓缸之間，是整臺機組滑銷系統的死點。發電機為上海汽輪發電機有限公司生產的水氫氫1000MW等級汽輪發電機，整個軸系布置如圖1所示。首次啟動該機組存在的主要問題是啟停機過臨界轉速時八瓦軸振過大，由表1值可知八號軸振動過臨界轉速時均達到153.8μm；當機組穩在額定3000轉速時八號軸振又在合格范圍內。

2 原因分析

針對機組在額定轉速情況下軸系振動情況較好，而在發電機轉子二界臨界轉速2100r/min區間八瓦軸振過大的現象，我們汽機本體班會同工地技術人員就安裝方面的影響因素進行深入細致地分析、研究，參考機組首次啟動的運行記錄并詳細查閱有關圖紙及安裝記錄，從與安裝因素有關的幾個方面進行了重點檢查確認，論證問題的癥結

所在。

首先對八瓦軸承底部接觸以及軸承三位間隙進行排查：現場檢查了八瓦底部墊塊接觸面積約為80%，且接觸點均勻分布，軸承的側隙、頂隙以及頂部緊力均符合制造廠圖紙要求，該因素導致機組過臨界時軸振超標的可能性基本可以排除。

對軸系靠背輪中心數據進行復查：根據機組安裝期間的施工記錄，雖然各轉子靠背輪中心數據均在廠家圖紙要求范圍之內，但勵-發轉子下開口要求值為0.17mm，實測記錄值為0.14mm（下限值），對輪連接后可能會導致八號軸承承載力不足。當發動機轉子處于二階臨界轉速振動加劇時，由于軸系尾部支承力不足，處于整個軸系尾部且離發電機轉子最近的勵磁機轉子振動很可能會隨之加劇、放大。加之機組運行記錄上反映八瓦的軸承金屬溫度也一直維持在45℃左右，較其他軸承溫度明顯偏低，所以勵-發轉子下開口偏小，八號軸承支承力不足，可能是導致機組在臨界轉速時八瓦軸振加劇的直接原因。

對轉子聯軸器原始晃度、連接后晃度及晃度變化值引起軸振的可能性檢查分析：記中低-低、低-發、勵-發轉子的聯軸器連接前后的有關數據均無不符合規程規范相關要求，且機組3000r/min時軸系振動情況優良，該機組由于聯軸器晃度原因所產生的不平衡性引起激振力的可能性不大，故該安裝因素可以排除在外。

檢查勵磁機轉子擺軸試驗記錄及其緊固力矩：勵磁機轉子擺軸試驗廠家要求合格標準為晃度小于0.50mm，緊固力矩為720～760N·m。在緊固力矩達到廠家以前的情況下，現場安裝的實測記錄值為最大晃度0.27mm，完全滿足廠家圖紙要求。故該因素也基本可以排除在外。

3 采取的主要技術措施

針對八號軸承對勵磁機轉子支承力不足的可能性因素，我們專門組織人員在對勵磁機八號軸承做了支承力試驗：在勵磁機八號軸頸位置架好百分表，用千斤頂支撐好勵磁機轉子尾部，再將八瓦上半打開，挖出下半瓦，通過測力計測量八瓦實際承載力為2.1噸，整個勵磁機轉子為10.5噸，試驗結果也證明了八瓦支承力不足的事實。用千斤頂稍稍將軸頸抬高0.40mm后，測力計顯示數值為5.3噸。

在支承力試驗結束后，我們將試驗結果向監理、業主及制造廠家有關人員進行了匯報，并提出了我們的處理意見，即在八號軸承座底部墊入0.40mm不銹鋼鋼皮，適當提高八號軸承的支承力，用以降低軸系尾部的擺動幅度。本工程勵磁機側對輪直徑為600mm，八瓦離對輪端面距離為4800mm，在軸承座抬高0.40mm的情況下，勵磁機下張口約增大0.05mm，調整后下張口應達到0.19mm左右，下開口數值依然在廠家允許偏差范圍之內。在征得相關方確認同意后，按此處理方案予以實施。重新啟動升速，通過臨界轉速時，#8軸頸最大振動為61μm，振動明顯下降（如下圖所示），機組升速到3000r/min時，整個軸系振動均在優良范圍之內，八號軸承金屬溫度也基本維持63.5℃，完全達到了我們預期設想的效果。

4 結語

通過此次處理，取得了很好的效果，5號機組運行至今各軸承振動情況良好，提高了機組運行安全性和穩定性，消除了機組設備隱患，從調整前后的軸振數據來看實施后效果明顯；同時通過此次處理我們也看到，該類型的機組的勵-發轉子對輪下開口大小對軸系統的穩定性特別是發電機轉子處于臨界轉速區時有較大影響，安裝、檢修時務必注意該對輪的張口數值盡量往制造廠要求值的上限值靠，在保證軸系尾部的八號軸承金屬溫度不偏高的情況下，適當增大該軸承的支承力，以降低整個軸系尾部的擺動。

參考文獻

[1] 電力建設施工技術規范第3部分：汽輪發電機組[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2] 電力建設施工質量驗收及評價規程第3部分：汽輪發電機組[M].北京：中國電力出版社，2012.

[3] 國家能源局.火電工程項目質量管理規程[M].北京：中國電力出版社，2012.

[4] 上海汽輪機有限公司.1000MW超超臨界中間再熱凝汽式汽輪機安裝使用說明書[S].2006.

作者簡介：周德純（1979—），男，中國能源建設集團江蘇省電力建設第一工程公司電力工程師，研究方向：大型火力發電廠安裝檢修。

（責任編輯：周 瓊）