汽轮发电机组轴承振动大原因浅析

夏兵初

摘 要：汽轮发电机组是发电厂的重要生产设备，当其工作状态不佳，尤其是机组振动大，会造成生产效率低下，甚至停产，本文是某25MW余热补汽式节能机组轴承振动大的原因分析、处理过程的经验总结，可作为发电厂生产现场类似故障发生时的参考。

关键词：发电厂 汽轮发电机组 轴承振动大 原因分析

中图分类号：TK478 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（b）-0084-02

1 机组简介

本项目汽轮机采用中国长江动力集团有限公司生产的NB20-1.6/0.46型汽轮机，为冲动式低压、单缸、单轴、补汽凝汽式汽轮机，额定进汽压力1.5MPa、额定进汽温度290℃、转子一阶临界转速为1916r/min。配套的发电机采用南阳防爆电机集团有限公司生产的QF-20-2型发电机，转子一阶临界转速为1650r/min。

2 振动现象简介

本次冲转采用的蒸汽参数稳定且基本接近额定参数：1.51MPa、261.4℃，但在机组冲转过程中，各轴承振动随着转速的升高在持续增大，当达到额定转速3000r/min时，#3轴承振动162μm（最大）、#4轴承振动152μm（最大），且一直稳定不变，各轴振动见表1。

由表1知：机组振动严重超标（正常运行值≤126μm），危害汽轮发电机组的安全运行，需尽快处理，降低振动值。

3 振动原因分析

排除测点误报，停机后，检查各测点检验报告、接线线路、安装间隙电压等，均符合规程规范、厂家安装要求，排除测点误报问题，做进一步分析。

汽轮发电机组的振动大一般由以下原因造成：（1）动静部位碰摩振动；（2）油膜建立不稳定或破坏，油膜振动；（3）轴系中心不在同一位置、轴系质量不平衡，动平衡振动。

引起第一项振动的主要因素一般有以下几种：（1）安装时，动静部位的间隙过小，主要有轴瓦与轴承间隙、油挡间隙、发电机风挡间隙、汽轮机叶片与缸体通流间隙、发电机叶轮与定子间隙、汽封凹窝间隙；（2）汽缸受热膨胀受阻，相对转子倾斜。

引起第二项振动的主要因素一般有以下几种：（1）润滑油供油量过小；（2）轴瓦底部油囊油孔卸油；（3）润滑油油温过高或过低；（4）润滑油油质不合格。

引起第三项振动的主要因素一般有以下几种：（1）联轴器找中未合格，轴系中心不一致；（2）进汽蒸汽参数过热度太低或变化频繁，汽轮机转子中心变化；（3）疏水不充分或暖缸时间不足，转子、缸体膨胀未同步；（4）汽封温度过高，凹窝中心上移，轴系中心被破坏；（5）真空、排汽温度过高或过低；（6）轴承座松动；（7）轴承磨损；（8）汽轮发电机组大轴弯曲；（9）联轴器螺栓配重未合格，转子质量不平衡；（10）轮机掉叶片；（11）发电机转子配重块松动或掉落；（12）汽轮机转子质量不平衡；（13）发电机转子質量不平衡。

4 振动问题处理

按照以上所列原因，组织人员进行逐项排查。

（1）安装时，动静部位的间隙过小。

停机后，对各瓦口间隙、轴瓦与轴承间隙、油挡间隙、发电机风挡间隙、汽封间隙等动静部位的间隙全部进行了检查和处理，尺寸在厂家要求的范围内且无碰摩痕迹。

（2）汽缸受热膨胀受阻，相对转子倾斜。

冲转过程中检查汽缸轴向、径向膨胀无阻碍，且相对侧膨胀同步。

（3）润滑油供油量过小。

冲转过程中，各轴瓦温度、回油温度符合要求，其中轴瓦最高温度为#4瓦支撑轴承瓦温61.06℃、回油最高温度为#4瓦57.44℃，且在厂家的指导下，将#4瓦进油节流孔由原设计值8mm扩大至10mm，第二次启机检查：#4瓦轴承最高温度为56.33℃、回油最高温度52.65℃，对振动无影响。

（4）轴瓦底部油囊油孔卸油。

安装时已将各瓦的底部油囊油孔全部焊死，不会卸油。

（5）润滑油油温过高或过低。

首次冲转过程中，对润滑油油温在32℃～47℃之间进行多次调节，当母管油温<43℃后，#4振动略微下降8μm，后续冲转，母管油温都控制在37℃～41℃间。

（6）润滑油油质不合格。

停机后，对润滑油油箱进行清理、各瓦进行翻瓦，仅发现#1轴承处有轻微磨痕且由生产单位对油质进行了检查，符合要求。

（7）联轴器找中未合格，轴系中心不一致。

检查安装单位的原始施工记录，符合厂家要求。并对联轴器螺栓紧固度进行检查，无松动。

（8）进汽蒸汽参数过热度太低或变化频繁，汽轮机转子中心变化。

整个冲转过程，进汽蒸汽参数一直保持未变。

（9）疏水不充分或暖缸时间不足，转子、缸体膨胀未同步。

就地测量疏水管道管壁温度，均>110℃。

（10）汽封温度过高，洼窝中心上移，轴系中心被破坏。

对轴封送汽温度在设计值126℃～190℃范围内调整，各瓦振动无变化。

（11）真空、排汽温度过高或过低。

对真空在设计值-60～-89kPa、排汽温度在设计值56℃～78℃之间调整，各瓦振动无变化。

（12）轴承座松动。

远方瓦振不大，就地测量、感触，无明显振动。

（13）轴承磨损。

翻瓦检查，#1瓦有轻微磨痕外，其他各轴承无磨损，且在翻瓦后进行了处理，第二次启机振动无明显改善。

（14）联轴器螺栓配重未合格，转子质量不平衡。

检查安装单位螺栓配重记录，符合厂家要求。

（15）汽轮机掉叶片。

汽轮机振动不大，就地也未听见异音。

（16）发电机转子配重块松动或掉落。

冲转停机后，打开发电机两端端盖，检查配重块未松动或脱落。

（17）汽轮机或发电机大轴弯曲。

转子热变形引发的振动特征是与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，振动增大。而本次振动大发生在机组冲转阶段，故可排除。

（18）汽轮机、发电机转子质量不平衡。

架设振动分析仪，确定#3、#4轴承振动都集中在1倍频，即质量不平衡引起轴承振动，对发电机平衡块重新进行配重，再次开机，各轴承振动最大值不超过70μm，完全符合厂家及规范要求，能够满足机组安全、稳定运行需要。

5 结语

通过本次机组振动大原因的详细分析，让参与人员对轴承振动有了更深入的理解，也让运行人员懂得如何调整、才能更好地防止机组因振动大跳机。endprint