汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動(dòng)大原因淺析

夏兵初

摘 要：汽輪發(fā)電機(jī)組是發(fā)電廠的重要生產(chǎn)設(shè)備，當(dāng)其工作狀態(tài)不佳，尤其是機(jī)組振動(dòng)大，會(huì)造成生產(chǎn)效率低下，甚至停產(chǎn)，本文是某25MW余熱補(bǔ)汽式節(jié)能機(jī)組軸承振動(dòng)大的原因分析、處理過程的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可作為發(fā)電廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)類似故障發(fā)生時(shí)的參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠 汽輪發(fā)電機(jī)組 軸承振動(dòng)大 原因分析

中圖分類號(hào)：TK478 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（b）-0084-02

1 機(jī)組簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目汽輪機(jī)采用中國(guó)長(zhǎng)江動(dòng)力集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的NB20-1.6/0.46型汽輪機(jī)，為沖動(dòng)式低壓、單缸、單軸、補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)，額定進(jìn)汽壓力1.5MPa、額定進(jìn)汽溫度290℃、轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速為1916r/min。配套的發(fā)電機(jī)采用南陽防爆電機(jī)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的QF-20-2型發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速為1650r/min。

2 振動(dòng)現(xiàn)象簡(jiǎn)介

本次沖轉(zhuǎn)采用的蒸汽參數(shù)穩(wěn)定且基本接近額定參數(shù)：1.51MPa、261.4℃，但在機(jī)組沖轉(zhuǎn)過程中，各軸承振動(dòng)隨著轉(zhuǎn)速的升高在持續(xù)增大，當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速3000r/min時(shí)，#3軸承振動(dòng)162μm（最大）、#4軸承振動(dòng)152μm（最大），且一直穩(wěn)定不變，各軸振動(dòng)見表1。

由表1知：機(jī)組振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)（正常運(yùn)行值≤126μm），危害汽輪發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，需盡快處理，降低振動(dòng)值。

3 振動(dòng)原因分析

排除測(cè)點(diǎn)誤報(bào)，停機(jī)后，檢查各測(cè)點(diǎn)檢驗(yàn)報(bào)告、接線線路、安裝間隙電壓等，均符合規(guī)程規(guī)范、廠家安裝要求，排除測(cè)點(diǎn)誤報(bào)問題，做進(jìn)一步分析。

汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)大一般由以下原因造成：（1）動(dòng)靜部位碰摩振動(dòng)；（2）油膜建立不穩(wěn)定或破壞，油膜振動(dòng)；（3）軸系中心不在同一位置、軸系質(zhì)量不平衡，動(dòng)平衡振動(dòng)。

引起第一項(xiàng)振動(dòng)的主要因素一般有以下幾種：（1）安裝時(shí)，動(dòng)靜部位的間隙過小，主要有軸瓦與軸承間隙、油擋間隙、發(fā)電機(jī)風(fēng)擋間隙、汽輪機(jī)葉片與缸體通流間隙、發(fā)電機(jī)葉輪與定子間隙、汽封凹窩間隙；（2）汽缸受熱膨脹受阻，相對(duì)轉(zhuǎn)子傾斜。

引起第二項(xiàng)振動(dòng)的主要因素一般有以下幾種：（1）潤(rùn)滑油供油量過??；（2）軸瓦底部油囊油孔卸油；（3）潤(rùn)滑油油溫過高或過低；（4）潤(rùn)滑油油質(zhì)不合格。

引起第三項(xiàng)振動(dòng)的主要因素一般有以下幾種：（1）聯(lián)軸器找中未合格，軸系中心不一致；（2）進(jìn)汽蒸汽參數(shù)過熱度太低或變化頻繁，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心變化；（3）疏水不充分或暖缸時(shí)間不足，轉(zhuǎn)子、缸體膨脹未同步；（4）汽封溫度過高，凹窩中心上移，軸系中心被破壞；（5）真空、排汽溫度過高或過低；（6）軸承座松動(dòng)；（7）軸承磨損；（8）汽輪發(fā)電機(jī)組大軸彎曲；（9）聯(lián)軸器螺栓配重未合格，轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡；（10）輪機(jī)掉葉片；（11）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子配重塊松動(dòng)或掉落；（12）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡；（13）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。

4 振動(dòng)問題處理

按照以上所列原因，組織人員進(jìn)行逐項(xiàng)排查。

（1）安裝時(shí)，動(dòng)靜部位的間隙過小。

停機(jī)后，對(duì)各瓦口間隙、軸瓦與軸承間隙、油擋間隙、發(fā)電機(jī)風(fēng)擋間隙、汽封間隙等動(dòng)靜部位的間隙全部進(jìn)行了檢查和處理，尺寸在廠家要求的范圍內(nèi)且無碰摩痕跡。

（2）汽缸受熱膨脹受阻，相對(duì)轉(zhuǎn)子傾斜。

沖轉(zhuǎn)過程中檢查汽缸軸向、徑向膨脹無阻礙，且相對(duì)側(cè)膨脹同步。

（3）潤(rùn)滑油供油量過小。

沖轉(zhuǎn)過程中，各軸瓦溫度、回油溫度符合要求，其中軸瓦最高溫度為#4瓦支撐軸承瓦溫61.06℃、回油最高溫度為#4瓦57.44℃，且在廠家的指導(dǎo)下，將#4瓦進(jìn)油節(jié)流孔由原設(shè)計(jì)值8mm擴(kuò)大至10mm，第二次啟機(jī)檢查：#4瓦軸承最高溫度為56.33℃、回油最高溫度52.65℃，對(duì)振動(dòng)無影響。

（4）軸瓦底部油囊油孔卸油。

安裝時(shí)已將各瓦的底部油囊油孔全部焊死，不會(huì)卸油。

（5）潤(rùn)滑油油溫過高或過低。

首次沖轉(zhuǎn)過程中，對(duì)潤(rùn)滑油油溫在32℃～47℃之間進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，當(dāng)母管油溫<43℃后，#4振動(dòng)略微下降8μm，后續(xù)沖轉(zhuǎn)，母管油溫都控制在37℃～41℃間。

（6）潤(rùn)滑油油質(zhì)不合格。

停機(jī)后，對(duì)潤(rùn)滑油油箱進(jìn)行清理、各瓦進(jìn)行翻瓦，僅發(fā)現(xiàn)#1軸承處有輕微磨痕且由生產(chǎn)單位對(duì)油質(zhì)進(jìn)行了檢查，符合要求。

（7）聯(lián)軸器找中未合格，軸系中心不一致。

檢查安裝單位的原始施工記錄，符合廠家要求。并對(duì)聯(lián)軸器螺栓緊固度進(jìn)行檢查，無松動(dòng)。

（8）進(jìn)汽蒸汽參數(shù)過熱度太低或變化頻繁，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心變化。

整個(gè)沖轉(zhuǎn)過程，進(jìn)汽蒸汽參數(shù)一直保持未變。

（9）疏水不充分或暖缸時(shí)間不足，轉(zhuǎn)子、缸體膨脹未同步。

就地測(cè)量疏水管道管壁溫度，均>110℃。

（10）汽封溫度過高，洼窩中心上移，軸系中心被破壞。

對(duì)軸封送汽溫度在設(shè)計(jì)值126℃～190℃范圍內(nèi)調(diào)整，各瓦振動(dòng)無變化。

（11）真空、排汽溫度過高或過低。

對(duì)真空在設(shè)計(jì)值-60～-89kPa、排汽溫度在設(shè)計(jì)值56℃～78℃之間調(diào)整，各瓦振動(dòng)無變化。

（12）軸承座松動(dòng)。

遠(yuǎn)方瓦振不大，就地測(cè)量、感觸，無明顯振動(dòng)。

（13）軸承磨損。

翻瓦檢查，#1瓦有輕微磨痕外，其他各軸承無磨損，且在翻瓦后進(jìn)行了處理，第二次啟機(jī)振動(dòng)無明顯改善。

（14）聯(lián)軸器螺栓配重未合格，轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。

檢查安裝單位螺栓配重記錄，符合廠家要求。

（15）汽輪機(jī)掉葉片。

汽輪機(jī)振動(dòng)不大，就地也未聽見異音。

（16）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子配重塊松動(dòng)或掉落。

沖轉(zhuǎn)停機(jī)后，打開發(fā)電機(jī)兩端端蓋，檢查配重塊未松動(dòng)或脫落。

（17）汽輪機(jī)或發(fā)電機(jī)大軸彎曲。

轉(zhuǎn)子熱變形引發(fā)的振動(dòng)特征是與轉(zhuǎn)子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關(guān)系，大都發(fā)生在機(jī)組冷態(tài)啟機(jī)定速后帶負(fù)荷階段，此時(shí)轉(zhuǎn)子溫度逐漸升高，材質(zhì)內(nèi)應(yīng)力釋放引起轉(zhuǎn)子熱變形，振動(dòng)增大。而本次振動(dòng)大發(fā)生在機(jī)組沖轉(zhuǎn)階段，故可排除。

（18）汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。

架設(shè)振動(dòng)分析儀，確定#3、#4軸承振動(dòng)都集中在1倍頻，即質(zhì)量不平衡引起軸承振動(dòng)，對(duì)發(fā)電機(jī)平衡塊重新進(jìn)行配重，再次開機(jī)，各軸承振動(dòng)最大值不超過70μm，完全符合廠家及規(guī)范要求，能夠滿足機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行需要。

5 結(jié)語

通過本次機(jī)組振動(dòng)大原因的詳細(xì)分析，讓參與人員對(duì)軸承振動(dòng)有了更深入的理解，也讓運(yùn)行人員懂得如何調(diào)整、才能更好地防止機(jī)組因振動(dòng)大跳機(jī)。endprint