某廠1 000 MW機組低壓軸承振動故障分析與對策

王輝

(廣東大唐國際潮州發電有限責任公司，廣東 潮州 515723)

1 設備簡介

某廠機組為哈爾濱汽輪機廠生產的首臺國產化百萬機組。機組的整個軸系共有11個徑向軸承支撐：汽輪機有8個支撐軸承；發電機有2個支撐軸承；勵磁為靜態勵磁，有1個軸承。

#5、#6、#7、#8軸承均通過低壓缸進行支撐，低壓缸軸承采用座缸式布置方式，如圖1所示。當前大型汽輪機廠普遍采用這種軸承支撐設計。

圖1 低壓缸軸承支撐示意

2 故障現象

機組#5瓦下部、#8瓦下部低壓缸與膨脹節相連接焊縫經常開裂，真空系統漏氣嚴重。

機組在滿負荷運行時，#7瓦X方向軸振為41 μm，Y方向軸振為50 μm，瓦振為55 μm(見表1)。軸振幅度在優秀范圍內(轉軸相對位移80 μm以下為優秀)，但瓦振幅度偏大(瓦振50 μm以下為合格)，且均為工頻振動。為了確認異常瓦振的原因，對軸承進行過多次檢查和調整，軸承各間隙、緊力等均符合設計要求，軸承墊鐵等接觸良好，但仍無法解決軸承剛度差、瓦振大的問題。

3 原因分析

低壓缸與膨脹節相連接焊縫因位置較差，無法進行外部焊接，只能在凝汽器內部采用單面焊接方式，焊縫強度較低。機組凝汽器高真空狀態下運行，軸承下部存在較大振動，長時間振動導致焊縫開裂。通過對表1振動數據的分析，可知#7瓦軸振較小(即軸瓦的激振力較小)，但瓦振偏大。從側面表明此軸瓦的支撐剛度偏弱[1]。

表1 檢修前軸系振動數據

軸承為座缸式結構，采用該結構的低壓缸在凝汽器高真空狀態下變形量較大。通過對低壓缸建立真空監測發現低壓缸相對變形較大，軸承最大下沉達到0.211 mm。機組啟動初期，凝汽器真空變化大，軸承常發生碰磨振動。

4 處理方法

4.1 加固焊縫

針對低壓缸與膨脹節焊縫薄弱部位，采用加強筋板加固法：每隔1 m焊接一塊筋板，筋板之間采用鋼管連接加固。

4.2 凝汽器內部水平支撐加固

低壓軸封供回汽管路布置方式破壞了低壓缸內部水平支撐結構，導致軸瓦剛度偏低，即使在軸振很小的情況下，瓦振也會偏大。

將原缺少支撐的部位通過厚度為20 mm的鋼板轉接，以錯開軸封管路，如圖2所示。

圖2 水平支撐加固示意

經過對低壓缸的加固處理，有效控制了低壓缸變形量，避免了因此導致的軸封碰磨振動[2]。

4.3 軸承箱直接加固增強剛度

也可采用對軸承箱直接加固方式，增強同類機型的軸承箱剛度。但某電廠采用了此方法，也未能從根本上解決[3]。

5 處理效果

經過專項檢修，機組開機后#7瓦瓦振下降明顯，達到了應有的處理效果。

機組在滿負荷1 000 MW運行時，#7瓦X方向軸振為66 μm ，Y方向軸振為63 μm，瓦振為44 μm，比加固前降低了11 μm。機組運行至今瓦振穩定(見表2)。

表2 檢修后后軸系振動數據

6 結論

低壓缸軸承采用普遍使用的座缸式結構。為布置管路方便，施工時低壓軸封進回汽管路水平支撐往往較少，造成該部位剛度較弱。

通過對軸承下方焊縫、水平支撐采用加固方法，有效地解決了#7瓦瓦振偏大問題，效果明顯，且實施簡單費用低，為機組安全長周期運行提供了保障。加固前后其他相關設備均未進行檢修，可確定瓦振降低是加固后的效果，供同類型機組相關技術人員參考。