汽輪機軸振與瓦溫偏高的診斷與處理

摘 要：介紹了某項目2×350MW機組#1汽輪機軸振與瓦溫偏高的問題，針對存在的問題進行了診斷，制定了有效的處理措施并取得了很好的效果。

關鍵詞：汽輪發電機組；振動；平衡；瓦溫；荷載

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0079-02

1 引 言

汽輪發電機組的軸振與瓦溫，是評價機組正常運行安全與可靠性的重要指標。強烈的振動和高瓦溫表明機組存在嚴重缺陷。在振動力的作用下，會造成機組內各部件連接松動，基礎臺板和基礎之間的連接剛性削弱，從而加劇振動的發展，過大的振動會引起機組動靜部分磨擦，軸瓦烏金破裂甚至會使轉子產生變形、彎曲、斷裂，葉片損壞，危急保安器動作；瓦溫高會使轉子、軸承及軸承座膨脹不均衡，破壞轉子與軸承瓦塊之間油膜的建立，造成軸承振動失穩，過高的瓦溫會使軸瓦烏金熔毀，造成機組被迫停運。

2 項目介紹

本項目汽輪機為哈爾濱汽輪機有限責任公司設計和供貨的單軸、兩缸兩排汽、一次中間再熱凝汽式汽輪機，#1～#4軸承采用由墊塊支撐的具有自位功能可傾瓦軸承，具有徑向調整和潤滑特性。發電機為哈爾濱發電機有限責任公司設計和供貨，#5～#6軸承為圓筒型支持軸承；整個軸系由#1～#6軸承支撐轉子。

該機組投入商業運營以來，汽輪機#4軸承處X向軸振一般在135μm左右，#2軸承處X向軸振為120μm左右（合同要求≤75μm），同時#4軸承瓦溫一直偏高，一度達到105℃（該支持軸承瓦溫報警值107℃，跳閘值113℃）。

3 診斷分析與故障排除

3.1 振動大的診斷分析與故障排除

根據現場多次對機組在實際運行中進行的振動觀察監視和測量數據，主要從5個方面對該機組#2、#4軸振值偏大的問題進行了診斷分析和故障排除（見表1）。

綜合表1可知：安裝數據符合設計要求、機組運行參數無異常，初步斷定應為轉子質量不平衡所致，這也是機組出現振動異常的主要原因之一。

3.2 振動大處理對策

針對轉子質量不平衡造成機組軸系振動偏大這一事實，現場根據振幅、頻率、相位測量結果，通過計算采用加裝平衡塊的方案調整動平衡，處理方案如下：

3.2.1 第一次動平衡調整

針對機組#4軸承處軸振較大的現狀，首先在汽輪機低壓轉子勵端330度方向的平衡鼓上加裝質量為292g的平衡塊。定速3600r/min后，#4軸承處振動值由132μm降至69μm，同時#2軸承振動值也由119μm降至88μm。

3.2.2 第二次動平衡調整

根據第一次平衡試驗效果評估，經過全面分析與計算，在汽輪機低壓缸轉子勵端310°方向平衡鼓上加裝質量為290g的平衡塊。定速3600r/min后，#4軸承處振動值由69μm升至95μm，同時#2軸承振動值也由88μm升至104μm。

3.2.3 第三次動平衡調整

在第二次加裝平衡塊后，#4軸振未降反升。第三次嘗試在中低對輪330°方向上加裝質量為350克平衡塊，同時將第二次加裝的平衡塊拆除，以求達到既降低#4軸振、又降低#2軸振的預期效果。定速3600r/min后，#2軸振又上升到113μm，同時#1、#5軸振由75μm以下分別升至98μm和84μm。

從三次平衡配重試驗結果，難以捕捉到軸振變化的規律，每次加裝平衡配重的交叉影響較大。對頂軸系統進行全面檢查，發現部分軸承處轉子被頂起的高度不足，#4軸承處轉子頂起高度僅有1mm，對從調壓裝置集管接至各軸承的頂軸油管路進行排查，主要采取解體檢查閥門、清理軸承座內頂軸油管、并用氮氣吹掃油管的措施。

3.2.4 第四次動平衡調整

在完成頂軸油系統的檢查和處理后，根據第三次調整后的結果，決定首先解決#5軸振大問題，選擇在發電機轉子勵端加裝質量為216g的平衡塊。定速3600r/min后，#5軸振降至66μm，#2軸振也略微降至97μm。

3.2.5 第五次動平衡調整

為降低#2軸振較大的問題，經過分析計算，在高中壓轉子勵端0°方向上加裝質量為162g的平衡塊，定速3600r/min后，#4軸振降至70.6μm，其余軸振均在70μm以下，滿足了合同要求并達到了“優良”標準。

3.3 瓦溫高的診斷分析與故障排除

根據現場歷次對機組在實際運行中#4瓦溫高觀察，表2主要從4個方面對該機組瓦溫高進行了診斷分析和故障排除。

綜合表2可知：造成機組#4軸承瓦溫高的可能原因為荷載大和油量不足。

3.4 瓦溫高診斷與處理措施

（1）哈爾濱汽輪機廠根據設計數據并結合現場情況，要求降低#4軸承標高0.09mm，調整軸承支反力，以降低#4軸承荷載。

下調#4軸承標高使整個軸系的軸承反力均發生變化，其中#4、#5軸承反力變化量較大，荷載高低與瓦溫呈線性正比關系。結合調整前運行時數據知，#4瓦溫最高為105℃，荷載降低后能有效降低瓦溫，#5瓦溫最高為68℃，荷載升高后瓦溫會略有升高。

（2）針對#4軸承回油觀察窗油流不暢，采取增大#4軸承進油節流孔孔徑來增大進油量的方案，將#4軸承節流孔孔徑擴大1mm，其他節流孔不變，此時#4軸承進油通流面積將比原來增大5%。

采取上述措施后，汽輪機#4軸承瓦溫最高82.6℃，#5瓦溫僅升高了1.2℃。

4 結 論

通過對汽輪發電機組的振動和瓦溫偏高現象深入細致的分析，可以看出機組產生振動和軸承溫度高的情況是十分復雜的，但質量不平衡是引起振動的主要原因，而#4軸承荷載分配大是產生軸承瓦溫高的主要原因，在進行動平衡試驗和調整負荷分配后有效地解決了振動和瓦溫偏高的問題，滿足了合同要求，保證了機組的安全穩定運行。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-13