15MW汽輪機振動大的原因分析及處理

摘 要：對運行中15MW汽輪發電機組汽輪機振動大的原因進行分析，經過對停機惰走時間的減少、盤車時跳電、前氣缸內有金屬摩擦音，判斷汽輪機內部有阻礙轉子正常旋轉的故障產生，并對汽輪機做開缸檢查，避免故障擴大化。

關鍵詞：15MW汽輪機；振動大；汽封套圈；軸瓦

1 簡介

為響應公司節能減排的政策，在目前公司煤氣比較富裕的情況下，能環部熱力鼓風機站新安裝一臺15MW汽輪發電機組。考慮到2011年5月左右，熱電項目部135MW全燃氣余能發電機組就將投產，屆時這臺機組就要停止運行，實際運行只有2年左右的時間，在此基礎上，2009年初采購了一臺二手的15MW汽輪發電機組，汽輪機為中壓、單缸、雙抽氣、凝汽式汽輪機。汽輪機前軸承和推力軸承成一體，組成聯合軸承，推力軸承為可傾瓦式，后軸承為徑向橢圓瓦。

該機組于2009年6月22日投產并網發電，因該機組為二手舊機組，各項性能劣化嚴重。尤其是調節系統不穩定，在運行中經常會造成0.3MW的負荷自動大幅度波動，為了確保鍋爐和鼓風機組安全運行，負荷控制在11-12KW左右。7月13日，18：20汽輪機和發電機四個軸瓦的振動有所上升，其中2#、3#瓦振動升至60?m、隨后又下降到30?m以下，20：00四個軸瓦的振動同時開始快速上升（初始值在10-20?m左右），值班工長發現振動快速上升后聯系作業區（此時振動已到90?m），崗位人員立即打閘停發電機和汽輪機，瞬時2#瓦振動最高達到200?m，超過跳機設定值110?m。

2 振動原因分析

（1）機組停機后，對整個過程進行全面仔細分析，存在的異常情況如下：

1）停機后機組轉速由3000r/min到0的時間僅有12分鐘，（前二次停機惰走時間在22分鐘），惰走時間急劇減少，同時電動盤車出現二次跳電。

2）機組在盤車的過程中，盤車轉速6r/min，能明顯聽出前汽缸內有金屬摩擦聲。

根據以上現象判斷，汽輪機內部有阻礙轉子正常旋轉的故障產生，必須對汽輪機做開缸檢查，避免故障擴大化。

（2）7月16日汽輪機揭缸檢查發現轉子上前汽封套圈嚴重變形破裂（其中一段已脫落），前汽封體嚴重磨損，見圖1：

同時打開汽輪機前后軸承箱，發現1#軸瓦上瓦磨損，2#軸瓦下瓦磨損嚴重，軸承部分烏金層破損脫落，見圖2：

（3）原因分析：由于轉子上前汽封套圈逐漸受熱膨脹變形破裂，破裂脫落部分與對應處的上下隔板汽封發生碰擦，導致動靜部分碰磨，引起機組振動迅速上升，同時造成軸瓦受損，尤其是2#軸承下瓦部分烏金層破損脫落，軸瓦烏金脫落與本身澆灌質量有一定關聯，因當時軸瓦溫度分別為1#瓦93℃、2#瓦72℃、3#瓦60℃、4#瓦57℃，并沒有達到烏金熔化溫度（105-110℃），其次是烏金顏色沒變化。

此套汽封套圈為安裝前由二手設備的提供廠家新更換的，并不是由制造廠南京汽輪機廠供貨的備件，分析在材質和制造工藝有問題，造成運行中出現變形破裂。

3 處理措施

（1）將轉子送到南京汽輪機廠對汽封套圈、汽封體進行更換，轉子做動平衡試驗。

（2）更換烏金磨損較嚴重的1#、2#軸瓦，并對3#、4#軸瓦進行檢查。

（3）由于機組運行中一直存在負荷波動的問題，對調速保安、潤滑油系統進行清洗，重點部件解體清洗（如電磁閥、危急遮斷器、錯油門、油動機等）。

（4）軸瓦烏金磨損后雜質會進入油系統，對油箱及油系統進行油循環。

（5）檢修完成，機組重新投入運行，負荷穩定在12-13MW，振動值保持在10-20?m，設備運行平穩。

4 結論

（1）對于高速旋轉的機械設備，振動是無法避免的，當機組出現異常振動時，技術人員首先要沉著冷靜地觀察振動的特征，仔細查看運行趨勢，如機組的油壓、軸瓦振動、溫度、軸位移、推力瓦溫度、惰走時間等，對癥下藥，才能快速準確的找到故障點，達到事半功倍的效果。

（2）該汽輪機為舊機組，各項性能已劣化，設備質量存在較多隱患，機組穩定性差。根據機組的設備工況，今后機組運行盡量保持穩定工況，進汽量上限不超過75噸、下限不低于40噸。尤其是機組進汽量不超過75噸的額定進汽量，再增加負荷會使汽輪機轉子未兩級葉片斷裂的風險增大。

參考文獻：

[1]汽輪機檢修編委會.汽輪機檢修[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]郭延秋.大型火電機組檢修使用技術叢書：汽輪機分冊[M].北京：中國電力出版，2003.

[3]陸頌元.汽輪發電機組振動[M].北京：中國電力出版社，2000.

作者簡介： 王東（1981-），男，工程師，安徽理工大學畢業，目前從事動力機械設備管理工作。endprint