300MW机组振动分析与防范

牛志成

摘 要：我公司一期安装2×300MW国产引进型机组，经过增容改造为330MW机组，通过两台机组的试运调试，发现这两台机组都存在振动大的问题，突出表现为4、6、7瓦振动较大，甚至造成无法过临界，降速过临界振动加剧。在试运中通过不断地探索与总结，发现了该类型机组振动的一些原因，另据资料表明，国内同类型机组都存在类似问题，本文在收集有关资料并结合现场运行经验的基础上，对我厂及同类型机组振动情况、原因作了一些分析，提出了在工作中如何防范330MW汽轮机组振动的措施，供参考。

关键词：汽轮机组；振动原因；防范

中图分类号：TK267 文献标识码：A

一、现状分析

我厂#5、#6机为上海汽轮机厂生产的亚临界、中间再热、单轴、双缸、双排汽反动式凝汽机组。该机组参数为：型号N300-16.7/518/538，额定出力300MW，进汽压力为16.7MPa，进汽温度538℃，再热汽温538℃。该类型机组已经3次完善化改进，我厂为第十七、十八台，属第三次改进（D156型）机组，所配发电机为上海电机厂生产的引进西屋技术水平，水、氢、氢冷发电机。

我厂#5、#6机组自投产以来振动一直偏大，集中表现为在中速暖机结束过临界时#6、7瓦振动严重超限，定速后#7瓦振动仍达15～20丝左右，有时甚至连临界也过不去，被迫打闸停机。正常运行中#7瓦振动波动较大，特别是在密封油温及发电机风温变化较大时对#7瓦振动影响较大。在停机过临界时#6、7瓦振动仍严重超限达30丝左右。#4瓦振动也较大，对真空、油温等的变化较为敏感。

据了解，上汽厂引进型300MW机组已投产多台，从投产试运情况看，绝大多数机组都有过较大振动发生，例如：石横某电厂：1号机，6瓦轴振178μm，大于报警值0.125μm，且5、7瓦都有振动；2号机7瓦轴振145μm，大于报警值0.125μm，且5、6瓦都有振动。上海某电厂：#11机，投用时7号瓦轴振200μm，进行平衡处理后3瓦垂直和水平方向轴承座振动，4号瓦3个方向的轴承座振动及6号瓦垂直和水平方向轴承座振动均达不到考核标准。

二、原因分析

对上汽厂所产引进西屋公司300MW汽轮机及配用上海电机厂引进西屋公司水、氢、氢发电机所组成的机组，其振动原因一般有以下几个方面：

1.由于#6、#7瓦之间对轮紧力变化引起振动。由于#7轴承位于主励与副励之间，与#6轴承之间有一对轮相联，此对轮联接质量对振动有直接影响，对轮螺栓紧力在长期运行中有可能变化，从而影响#7瓦中心的变化，使得#7瓦振动增加。#7瓦外侧是副励，它直接悬空，并且付励磁机是永磁钢结构，长期运行中有可能造成磁场不对称，这也是#7瓦容易产生振动的原因。

2.密封瓦引起的碰磨振动：该类型发电机对氢气的密封采用双流环式密封瓦结构，在正常情况下密封瓦靠压力油形成油膜，既起了密封作用，又对转子起了部分支撑作用，增加了转子刚度，但是该类型密封瓦为了减少氢气泄漏及保证氢气纯度，密封瓦与转子间隙保持较小，这个间隙一旦破坏将引起碰磨振动。而机组轴系在升至额定转速时要通过多个临界转速，其中发电机转子有两个临界转速，在升速过程中容易引起密封瓦的碰磨，从而引起振动。

3.机组励磁机临界转速接近工作转速。该类型机组励磁机一阶临界设计为2450转左右，而实际均在2700转左右，而该机组为引进美国西屋技术，美国采用3600转工作转速，临界转速与工作转速有足够的避开量，而我国采用3000转工作转速，这样实际一阶临界转速满足不了避开工作转速±10%的要求，因此在工作转速下易产生振动。

4.发电机风温对振动的影响。该类型机组发电机定子采用氢气冷却，氢气在发电机内密闭循环，氢气又用氢冷器进行冷却，氢气冷却器布置于发电机四角，总共8组冷却器，但由于各角冷却器调节依靠手动截门来调节，发电机四角风温差别较大，尤其在开机时偏差更大，因发电机四角风温偏差造成5、6瓦中心相对变化，引起机组振动增大。而发电机的振动又影响励磁机的振动，并且由于励磁机质量較小，励磁机振动变化更为明显，这一现象突出表现在7瓦振动上。

5.运行中轴承标高变化的影响造成振动增大。该类型机组3、4号瓦座坐落在下排汽缸上，当抽吸真空时，在支撑刚度不足的情况下，支撑标高发生变化，这种标高的变化引起靠背轮中心的变化，这样导致了热态中心的变化，继而引起振动的发生。另外凝汽器真空的变化使得低压缸排汽温度发生变化，也使得#3、4轴承座中心发生变化，使得机组振动增加。

6.机组转子平衡不平衡引起振动。机组各单转子，制造厂在出厂时已进行动平衡，但由于条件限制无法进行轴系平衡，现场联成轴系后，往往出现新的不平衡，我厂#5、#6机在试运中都进行了多次动平衡才使振动控制在报警值以内。

7.安装质量不合格引起振动。在安装时对轮中心调整不当，对轮螺栓紧力不够，轴承标高调整不正确等均能引起振动。

三、振动的预防

综上所述，应从以下几方面防止汽轮机组振动。

1.首先，应加强安装、检修质量。在安装和调试期间应对各转子在制造厂动平衡情况，残余不平衡大小，励磁机改进情况及平衡情况做到心中有数。安装时严格控制安装工艺，严格按照制造厂要求调整标高和对中工作。

2.调整好冲转参数。汽轮机转子是转子在转动时靠轴承内形成契形油膜产生的油压而浮动在轴承上，润滑油对转子有润滑和冷却作用，而润滑温对油膜的厚度有直接影响，油温越高油膜越薄，油温越低油膜越厚。因此调整好润滑油温可降低机组振动。

3.密封油温的变化也会引起振动的变化。在密封瓦温度不超限的情况下，尽量维持油温上限，以保持密封环与氢气温差在5℃以下。此外真空的高低也会引起振动的改变。因为真空的变化会引起排汽缸温度的变化，从而引起凝汽器膨胀的变化，凝汽器又与低压缸相联，由此影响了机组中心的变化，使机组振动变化。开机时应调整好适当的真空，不易过高过低，以振动最小为宜。我厂#5、6机一般在-72kPa～-75kPa左右。

4.发电机风温应调平衡。因发电机氢冷器位于发电机四个角，四角风温不同会使#5、6瓦中心相对改变而使机组振动增加。我厂#5、6机对风温变化特别敏感，这在实际工作中已引起了足够重视。

5.冲转时主、再热汽温选择合适，使机组热应力减小。冷态启动前应充分暖管疏水，按压力低，温度高的原则选取参数，并保证有56℃以上过热度。热态启动应选择压力高温度高的参数。

6.在启动过程中对于振动问题应慎重，不得硬闯临界或盲目加负荷，查明原因后方可确定。

7.冲转后应注意检查机组的动静有无摩擦，中速暧机时应注意汽缸各部膨胀是否充分，均匀，滑销系统有无卡涩，暖机时间应充分，密切监视各轴瓦油膜压力变化。在停机时若惰走过临界振动过大时，应提前将机组真空适当破坏加速过临界。在增减负荷过程中注意控制变负荷速度，保证汽缸各部膨胀均匀，在增减励磁时注意观察对机组振动的影响。

结语

目前我厂在运行方面经过试运取得了不少经验，对机组性能有了深入了解，参数调整也有了把握，并经过多次大小修处理，振动情况有了较大改善，只有#7瓦振动在10丝左右，但已低于报警值。

参考文献

[1]高压汽轮机运行手册[Z].1992.

[2]调试资料[R].1996.