某厂2#机组试运期间轴振振动大处理浅析

赵辉

（宁夏银星发电有限责任公司，宁夏 银川 750406）

1 机组简介

某厂2#机组为北京北重汽轮电机有限公司生产的亚临界中间再热单轴三缸双排汽冲动凝汽式汽轮机，型号为N330-17.75/540/540，配以T255-460 水、氢、氢冷发电机。

该机组机组由高压转子、中压转子、低压转子、发电机转子及8 个支持轴承组成（不包括机尾稳定轴承），在高、中压缸之间的2#、3#径向支持轴承间设置推力轴承。各段转子刚性联轴器联接，径向支持主轴承形式均为上瓦不开径向沟槽的椭圆轴承，双油楔，各轴承的失稳转速均在4000r/min以上。轴系振动测量为涡流式，每个轴瓦处安装两个振动元件（x,y 方向），两个振动元件与大轴垂直平分线上分面成45°夹角。

该机组设计临界转速避开工作转速的最小幅度为15.33%，在额定转速下稳定运行时，轴承箱盖双振幅振动不大于0.025mm，轴颈上双振幅振动值不大于0.076mm。各转子轴系在通过临界转速时各轴承振动值不大于0.1mm，轴振动双振幅相对振动值小于0.2mm。

2 振动现象及经过

2006 年5 月23 日，某厂2#机组安装调试后具备整套启运条件，冲转至2800r/min 左右4 瓦X 向振幅瞬间升至201um，而Y 向振幅在30um 左右，冲转至3000r/min 时，4X/Y 为92.5/26.5um，2 X/Y 为74.1/88.1um，其他瓦振幅相对较低在50um 以下，在随后的15min 内，各瓦振动升高，3X/Y 达到109/134um 跳机（≥100um 报警，≥130um 跳机）；在盘车投入期间，1 X/Y 为131.3/71.7um，经分析本机组对顶轴油压敏感，进行顶轴油压调整并检查确认4#瓦X 向振动测点正常后再次启机。第二次启动冲转至机组并网后切高缸运行带负荷48MW 中，各瓦振动除2#瓦上升到95um 以外，其他各瓦振动均低于50um,相对比较稳定，因西北网调令机组解列。第三次启机后带负荷至50MW 时，2X/Y 振动大跳机，在转子惰走过程中，6 瓦振动最大到140um，停机检修复查。

检查1#、2#、3#、6#瓦乌金与轴接触良好，有轻微磨痕，顶轴油囊能够完全封闭，考虑到运行中6#瓦后金属温度较高，对6#垫铁延轴向方向将外侧部分去除0.08mm；检查1#瓦轴颈扬度较安装值低0.14mm/m，分析高压转子存在塌头现象，2#瓦支撑不实，将1#瓦垫起0.05mm，3#瓦降低0.05mm，高中压缸测量环检查(存在轻微缸体偏移现象)：检查轴瓦处轴颈晃度、对轮联接情况及对轮处跳动值和瓢偏值均在要求范围内；同时，从前三次启动轴振情况来看，轴振主要发生在通频和一倍频，可能存在转子质量不平衡，但此次先不考虑做动平衡，先检查处理，启机后根据情况而定，同时做好数据采集工作。

6 月3 日，第四次机组启动并网切缸后，30min 后6＃瓦振动大保护动作停机（6X/6Y 为110/136um），同时其他各瓦振幅均有不同程度上升，其中2Y、3Y、5X、6Y 均超过报警值。在按照参数稳定、低负荷不投磨情况下第五次启机，并网40分钟后负荷缓慢带至27.8MW,此时2X/2Y、3X/3Y、5X/5Y、6X/6Y 分别增加到120/145、83/125、128/64、76/113um（保护定值更改为：任一方向振幅超过150um，另一方向达到报警值100um 时跳机），3：20，2＃瓦振动大跳机（2X/2Y 为124/153um）。

2.1 初步分析原因

通过第一次停机处理，虽然启机后轴振有所改善，但未能彻底解决问题，仍然出现第五次、第六次启机后的轴振大跳机现象，通过采集的数据及相关频谱图、趋势图讨论分析后确定原因主要是：（1）高中压转子存在原始质量不平衡。（2）高中压缸膨胀不良，高中压缸存在跑偏现象，运行中产生动静摩擦；（3）转子存在热弯曲；（4）转子对中不好，轴系存在偏差；（5）高中压对轮连接螺栓紧力不均；（6）低压缸轴封间隙偏差大，转子轴封处受热不均。

2.2 针对上述分析的原因，结合现场所能具备的条件,确定以下解决方向及措施

（1）高中压缸缸体偏斜状况进行调整，在冷态下全面复查；（2）高中压转子做动平衡；（3）缸体轴封间隙检查调整，尤其是低压缸；（4）检查机组整个疏水系统是否畅通；（5）检查高中压缸推拉杆、推力瓦座推拉杆及台板的紧力、间隙；（6）检查确认轴封供汽系统及其减温水系统；（7）对管道支吊架（包括进排汽、抽汽管道）进行全面检查；（8）针对本机组振动情况，编写机组启动措施；（9）对1#～6#轴瓦及轴颈的跳动、扬度进行检查，对高中、中低、低发对轮晃度进行复检。（10）在整个检查处理过程中发现的其他情况进行处理。

2.3 具体检查处理情况

（1）检查轴封系统管路及其疏水管路安装正确，但低压缸两侧轴封体装反，造成低压缸前后轴封的进汽管路和抽汽管路相反。处理：将进回汽管路进行更改。

（2）低压缸轴封体出现下沉现象，上轴封齿与轴有明显摩擦痕迹，重新按照内部斜齿各边间隙取上限值，外边直齿取中上限值的原则进行调整（数据见检修记录），调整后对下轴封体进行焊接固定处理；（3）缸体中心的检查：通过半热态下检查环左右实测数据检查发现，高压缸前向左偏近0.20mm，高压缸后偏左近0.05mm，中压缸前偏右0.20mm，中压缸后偏右0.09mm。在实际调整中，将高压缸前向右移动0.20mm（调整后垫铁左侧间隙0，右侧间隙0.04mm），将高压缸后向右移动0.085mm（调整后垫铁左侧间隙0，右侧间隙0.04mm），将中压缸前向左移动0.23mm（调整后垫铁左侧间隙0，右侧间隙0.07mm），中压缸后未进行调整（垫铁两侧间隙0.03mm 不入）。（4）检查各轴瓦均无较大缺陷；（5）检查转子轴颈跳动值符合设计要求；（6）检查转子靠背轮晃度基本符合要求；（7）检查联轴器处转子瓢偏在合格值范围内；（8）检查推力轴承座及其推拉杆各处间隙符合厂家说明书要求；（9）根据前五次启动中各瓦振动数值及最大振幅处的相位等数据分析计算后，确定2#机高压转子存在质量不平衡，计算在高压转子靠背轮处加重850g，相位60°，加重方法为将高压转子后靠背轮加重处螺栓护板（铝质）切除部分（扇形25°角），加装同面积及厚度的钢板，并采用锥形螺栓及M30 的薄螺母固定在高压靠背轮上，如右图示：实际加装位置在高压转子后靠背轮螺栓处，相线键槽从机头向机尾看顺时针旋转约58.7°（机组运行逆时针旋转），实际加重840g，考虑加后焊点重量约5g，则最终加重约845g。

3 处理结果及原因总结

第二次处理后，于6 月13 日进行第六次启机，冲转过程中过临界时最大振幅3Y 为89um，冲至3000r/min 最高振幅3X/3Y 为44/60um，7X/7Y 为26/59um，其他瓦振幅均小于40um；并网切缸后振动正常(最高50um)，首次带满负荷，3#瓦振幅下降，1#瓦最高升到50um，2#瓦升到60um，其他各瓦振幅变化较小，顺利完成甩负荷试验，甩负荷过程中各瓦振动正常，6 月23 日16：18 顺利通过满负荷168h 试运行，轴系振动2#瓦振幅低于76um，其他瓦处轴振均低于45um。

通过两次停机处理，总结此次机组轴系振动的主要原因是：（1）高压转子存在质量不平衡；（2）高中压缸存在一定偏移；（3）低压缸轴封与轴出现碰磨（轴封体固定不牢固出现下沉现象）；（4）低压缸轴封进汽口与抽汽口接反（两侧轴封体安装错误）；（5）机组对顶轴油压比较敏感。

4 遗留问题

机组启动后轴位移负向达到报警值，随时间的延长，此值逐步恢复至正常值，但具体原因有待于在机组A 级检修中确认分析，并在机组完全冷却的状态下，检查K 值，重新确定推力盘零位。