300 MW機組汽輪機軸瓦振動分析及處理

武進猛，楊會斌，佘 婷

（1.大唐清苑熱電有限公司，河北 保定 071100；2.中國地質大學長城學院，河北 保定 071100）

300 MW機組汽輪機軸瓦振動分析及處理

武進猛1，楊會斌1，佘 婷2

（1.大唐清苑熱電有限公司，河北 保定 071100；2.中國地質大學長城學院，河北 保定 071100）

介紹了某廠300 MW亞臨界機組2號機7號瓦振動超標的故障及其特征，發現引起振動的根本原因是勵磁機中心偏差大和7號軸瓦球面緊力小，為此類機組異常振動的診斷及處理提供了可靠的依據。

汽輪機；振動監測；振動故障；接觸面

1 軸系結構及特點

某廠2號汽輪機是由上海汽輪機有限公司制造的300 MW亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、單軸、雙缸雙排汽、抽汽、凝汽式汽輪機，型號為C300／226－16.7／0.43／537／537，發電機為QFSN－300型，采用水－氫－氫冷式，采用靜態勵磁。汽輪發電機組軸系由高中壓轉子（HIP）、低壓轉子（LP）、發電機轉子（G）及集電環轉子（E）組成，各轉子之間均采用剛性聯接。軸系由7個軸承支承，汽輪機2個轉子為雙支承方式，發電機與集電環采用三支承方式，高中壓轉子2只瓦（1號、2號）為可傾瓦、落地式，低壓轉子2只瓦（3號、4號）坐落在排汽缸上，發電機2只瓦（5號、6號）為端蓋式橢圓瓦。集電環勵磁機瓦（7號）采用可傾瓦、落地式［1－2］。軸系布置圖如圖1所示。

高中壓轉子與低壓轉子之間采用剛性聯軸器連接。2個聯軸器間裝有墊片，安裝時可調整轉子的軸向位置。低壓轉子與發電機轉子之間也采用剛性聯軸器連接。在低壓轉子電機端裝有盤車用大齒輪。該齒輪同時也作為聯軸器墊片調整汽輪機轉子與發電機轉子的軸向位置［3］。

圖1 軸系布置圖

2 7號瓦振動概況

2014年10月12日2時30分，2號汽輪機沖轉到600 r／min時，7號瓦軸振7X為32.1 μm、7Y為31 μm，汽輪機沖轉到3 000 r／min時，7號瓦軸振7X為43.8 μm、7Y為42 μm，暖機并網后軸振逐漸爬升，帶負荷到150 MW時，振動爬升7X為68.1 μm、7Y為85.6 μm，帶負荷到300 MW時，振動爬升7X為65.5 μm、7Y為120.6 μm，隨著長時間運行觀察7X約為65 μm左右、7Y約為123 μm，其中7Y最高為138 μm。

3 振動處理過程及特征分析

3.1 第一階段處理情況

2014年10月12日2時30分，2號機組啟動后，經過仔細觀察，7號瓦軸振7X約為65 μm、7Y約為123 μm，其中7Y最高為138 μm，振動并沒有達到振動跳機值，所以就采取保守措施［4］。經過與電研所溝通，通過運行調整來降低7號瓦振動值，但是通過調整后效果并不明顯。

3.2 第二階段處理情況

3.2.1 7號瓦振原因分析

根據上一次大修的經驗，經與上汽廠、電研所、相關專家以及檢修單位多次溝通，修前對于此種情況，進行了大量的分析，討論以下各種情況可能造成的振動。

a.7號軸瓦瓦枕下部墊鐵接觸不實，在轉子高速旋轉、微量沖擊，將會導致蓋振及軸振相應變化；上瓦枕處球面緊力偏小或偏大會改變軸瓦剛度，過小會造成軸瓦微量變形，過大會導致7號軸瓦在運行期間出現間隙，這都會導致軸瓦振動偏大。

b.2號汽輪機軸系是否有待調整。該類型汽輪機軸系設計發電機轉子比低壓轉子低0.074 mm，7號軸瓦處負荷較低，油膜比壓較小，存在不穩定因素，容易造成軸瓦振動。

c.發電機定子基礎支撐不均勻。發電機定子兩側有4組支承基礎，若中、后組支承負載較大時，發電機定子前端支承存在虛接觸現象，必將改變其固有振動頻率，導致其共振等特性，從現場測量的情況看，發電機前端振動較大，在50 μm左右，中后端定子幾乎無振動顯示。

3.2.2 7號瓦檢修技術措施

經過長時間分析和論證，最終確定停機處理，2014年11月2日2號機組停機后，對7號瓦振動處理提出要求，并做好技術措施。

a.軸瓦檢查、處理要求。軸承解體后，首先檢查下部墊鐵接觸情況，作為第一手分析資料保存。檢查、檢修要求：①結合軸系找中心要求，對下部墊鐵進行研磨，要求接觸面積應該在75%以上，且接觸均勻；②軸瓦間隙符合標準要求：軸瓦頂部間隙0.4～0.5 mm、上軸瓦球面緊力0～0.05 mm。

b.2號機組軸系調整。在修前中心找正的基礎上，結合軸瓦溫度及油膜參考壓力，對中心進行調整，原則上不做大的調整，考慮7號瓦比壓大對振動的穩定性，復查勵磁中心，標準值要求，端面下張口為0.08～0.10 mm、圓周小于0.05 mm。

c.發電機定子在目前條件下，判斷各支承基礎負荷分配很困難，結合勵磁機中心復查情況，暫不對發電機定子做處理。

d.停機后，發電機氫氣置換完成，汽缸調節級溫度低于300℃，臨時停止潤滑油系統、密封油系統、頂軸油系統（不超過30 min），待7號瓦油系統解列恢復潤滑油系統、密封油系統。

e.檢修過程中，為防止轉子彎曲，中間必須間斷性啟停盤車；每次盤動轉子180°，停盤車時間不超過30 min，大軸偏心不超過0.076 mm，連續盤停4～5次后檢查大軸偏心，如果超過0.076 mm可以長時間盤車，使大軸偏心度恢復到0.076 mm以內。

f.盤車電機故障造成不能電動盤車時，應查明原因盡快消除，并每隔30 min進行手動間斷盤車180°，如果因過載造成盤車電機掉閘且盤不動時，禁止用機械手段強制盤車或強行沖轉，如果未查明原因，電機斷電，手動盤車。

3.3 第三階段處理情況

3.3.1 7號瓦解體檢修

2014年11月5日，開展7號瓦解體檢查工作，發現了以下幾個問題。

a.軸承墊鐵無松動，且與軸瓦接觸面合格，接觸面≥75%。

b.瓦套緊力為0 mm，為設計值下限值。

c.軸承上部間隙為0.39～0.41 mm（正常），比設計值下限偏小0.01 mm。

d.軸頭晃度為0.11 mm，比設計值大0.08 mm。

e.復測勵磁機小軸中心，左張口0.10 mm，比設計值大0.10 mm，下張口0.067 mm，比設計值下限偏小0.033 mm。

3.3.2 7號瓦回裝標準

經與上汽廠、電研所、相關專家以及檢修單位多次溝通，根據以上數據分析確定檢修方案［5－6］如下。

a.調整勵磁機小軸中心，保證左右張口為零，下張口比設計值增大為0.14 mm，使軸瓦負荷較修前增大。

b.軸頭晃度調整到設計值范圍內，設計值為≤0.03 mm。

c.調整好瓦套緊力至設計值范圍內。

d.檢修注意事項：①調整好軸頭晃度，洼窩中心；②調整好軸頸的下沉量；③回裝過程中各個部位的螺栓要緊到位，不要遺漏；④在檢修過程中，保證勵磁中心的前提下，緊螺栓的過程中方法、力度一定要把握嚴謹；⑤加強對檢修技術措施實施的重視，在保證轉子安全的前提下，各方要配合默契，由專人負責到底。

4 處理效果

2號機7號瓦經過停機后處理勵磁機中心偏差和7號軸瓦球面緊力，于2014年11月13日7時30分2號機開機啟動，隨著長時間運行觀察7號瓦軸振7X約為45 μm、7Y約為47 μm，其中7Y最高為51.6 μm，整個軸系的振動情況都非常理想，而且較修前振動值偏小，為此類機組異常振動的診斷及處理提供了可靠的依據。

［1］周禮泉.大功率汽輪機檢修［M］.北京：中國電力出版社，1997.

［2］楊建剛.旋轉機械振動分析及工程應用［M］.北京：中國電力出版社，2008.

［3］張學延.汽輪發電機組振動診斷［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［4］崔亞輝，張俊杰，陳正飛，等.超超臨界1 000 MW機組振動波動故障分析及處理［J］.東北電力技術，2014，35（1）：16－19.

［5］王清華，華宇東.300 MW國產引進型機組軸瓦故障診斷與處理［J］.華東電力，2006，34（2）：60－62.

［6］馬孝棟，趙衛華，談肇賢.600 MW汽輪發電機組調試中的振動監測與診斷［J］.東北電力技術，2014，35（2）：46－49.

Analysis and Treatment on Vibration of Turbine Bearing Bush in 300 MW Subcrtical Unit

WU Jin?meng1，YANG Hui?bin1，SHE Ting2
（1.Datang Qingyuan Co?generation Power Co.，Ltd.，Baoding，Hebei 071100，China；2.The Great Wall College for The University of Geology of China，Baoding，Hebei 071100，China）

The over standard vibration fault and the characteristics of No.2 bearing bush No.7 turbine for 300 MW subcritical units in given power plant are introduced.It is found that the basic cause for vibration is larger deviation of exciter's center and smaller spherical preload of No.7 turbine that which provides reliable basis to diagnose and deal with the abnormal vibration in such kind of units.

Steam turbine；Vibration monitoring；Vibration fault；Interface

TM311

A

1004－7913（2016）09－0060－03

武進猛（1985—），男，碩士，工程師，主要從事發電廠設備及技術管理工作。

2016－06－16）