（浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司 浙江绍兴 312000）
摘要：本文就汽轮机轴瓦振动原因进行了分析，从各个可能导致汽轮机振动的原因入手，以滨电#4机汽轮机转子的振动原因分析为例，就汽轮机轴瓦振动故障原因进行诊断。滨电#4汽轮机从基建试验首次定速3000r/min过程中振动超标，从频谱分析入手，锁定振动原因。
关键词：50MW；汽轮机；振动；频谱；低频分量
0 引言
滨海热电二期50MW汽轮机系杭州汽轮机股份有限公司制造，型号为T5627-EHNG71/63/160，背压、可调抽汽式汽轮机。额定功率53.4MW，最大功率56.7MW。额定进汽量475.5t/h，最大进汽量500t/h。
支承高、中压转子的1、2号轴瓦为可倾瓦，上部3块瓦，下部为2块瓦。支承发电机的3、4号瓦为椭圆瓦。制造厂提供的汽轮机临界转速为2060r/min。主蒸汽管道从汽轮机两侧下方接入，经两个主汽阀、四只高调阀后进入汽轮机内部通流部分。蒸汽在第一阶段膨胀做工后，一部分从汽缸下部的中压供热抽汽口引出，经减温水调整温度后，进入中压供热管网。未抽出的蒸汽经汽缸中部的两个中压供热调阀进入第二膨胀做工阶段。第二膨胀做工阶段继续做功后，压力降至排汽压力，供低压供热管线、二期辅助蒸汽母管以及小机用汽。在第二膨胀做工阶段，汽缸下部设两根抽汽口，分别供本机#1高加与#2高加加热。
1.滨电#4机振动诊断分析
1.1振动情况描述
滨海电厂#4汽轮机在首次定速3000r/min、负荷带满至57MW过程中，汽轮机转子轴振小于20μm。但机组在后期带满负荷过程中，当机组负荷上升至50MW至55MW的过程中，#1、#2瓦轴振快速爬升至167μm、110μm，甚至更高，振动超标诱发机组跳机。
1.1.1第一次振动大情况描述
2017年6月29日12点36分30秒，#4机负荷升高至51MW，#1瓦、#2瓦轴振快速爬升，在8秒内分别由26μm、19μm爬升至167μm、110μm，导致机组跳机。
1.1.2第一次振动大情况分析
#4机组在4号调门开启后，#1瓦、#2瓦振动小幅波动，但在4号调门开度开大至70%以上后，#1瓦、#2瓦振动快速爬升至跳机值。因振动采集仪采集的数据，以DCS振动数据分析如下：
（1）机组振动在8到10秒内爬升至跳机值，不为突变，因此排除部件飞脱故障。
（2）机组振动快速变化在4号调门开度大于70%以上，可能为汽流激振。
（3）机组停机后，刚投盘车，机组偏心值165μm，盘车半小时后，机组偏心值降至55μm，后不再减小，较首次投盘车的偏心值36μm大20μm，表明机组停机过程中出现了一定的动静碰磨。
1.1.3第二次振动大情况描述
#4机组盘车4小时后，于6月30日开机，启动后，定速3000r/min的不同工况下，#1瓦、#2瓦轴振为24μm、20μm。机组负荷至27MW过程中，机组振动较稳定。2017年6月30日16：55，机组消缺后开机后，在升负荷至 50MW后，#1瓦、#2瓦轴振再次快速爬升。振动数据见表 1。
表1 4号机不同工况X向轴振数据
注：以上数据表示为：通频/工频∠相位，μm/μm∠°
1.1.4第二次振动大情况分析
（1）当 4号调门逐渐开大或负荷大于 51MW时，#1瓦、#2瓦轴振波动较大，极易爬升至 160μm。
（2）在不同工况下，#1瓦、#2瓦轴振的1X分量较稳定；振动增大后，振动的增量以 30Hz的分量为主，汽轮机转子的临界转速为1800r/min（即 30Hz）；同时，还有 2.5Hz、100Hz、150Hz、200Hz、400Hz等分量。
具体为：机组在4号阀投运，且开度较小时，轴振在20～35μm之间波动，1X分量变化较小，30Hz的分量为5μm左右，其余分量较小；当4号阀开大至60%以上时，轴振在25～81μm之间波动，1X分量变化较小，30Hz的分量为8～18μm左右，存在其他高频分量及低频分量。
因此，#4机组的振动突变为汽流激振或油膜涡动诱发的轴系瓦矢稳，导致#1瓦、#2瓦振动快速爬升。机组#1瓦、#2瓦不同工况下，#1瓦的瓦温为55℃/77℃，#2瓦的瓦温为55℃/70℃，偏差较大，当轴瓦温度差异较大，容易出现油膜失稳或汽流激振等诱发的低频自激振动，同时也存在高频振动。采用改变机组阀序的方法可以验证振动是否由汽流激振诱发。
1.2振动原因分析
1.2.1汽流激振
介于以上原因分析，滨海热电进行了顺序阀配齐方式阀门开启次序组合试验，CV1&CV2-CV3-CV4和CV1&CV2-CV4-CV3，试验过程中振动仍然无法控制在40μm以内，试验证明汽流激振并非诱发振动的主要原因。
1.2.2油膜失稳
油膜失稳的原因很多，为确认汽轮机振动原因，需停机对轴瓦以及轴系中心进行检查。2017年10月对滨海热电#4汽轮机进行了停机检修。发现以下问题：
（1）中心存在偏差，发电机转子偏左0.085mm，要求零对零，发电机转子偏低0.04mm，要求发电机转子偏高0.02-0.05mm。
（2）#2瓦瓦顶间隙0.28mm，要求0.384-0.456mm。
（3）#1瓦下瓦接触与转子中心不平行，解体后发现瓦块的定位销孔存在碰磨的痕迹。
（4）汽轮机洼窝中心数据与安装数据存在明显偏斜。
（5）#1瓦左侧汽封存在碰磨痕迹。
1.2.3调整与处理
介于解体发现的以上问题，根据的设备的实际情况进行了各项数据的调整，其中对于轴瓦定位销孔采取了扩孔1mm的处理，后验证轴瓦接触，效果并不明显。后了解到#4汽轮机在冲转过程中更换过瓦块，厂家确认对于每台汽轮机的不同情况可能存在单独配瓦的可能，因此更换旧瓦并验证瓦接触合格。
1.2.4运行监测
为验证汽轮机#1瓦的接触倾斜原因，在汽轮机冲转前安装了汽缸相对前轴承箱位移的检测装置，并对偏移量进行了记录，记录数据如下：
从表上可以看出汽缸相对前轴承箱的位移最大量在1.26mm，左右，前汽封间隙0.40-0.60mm，从检修中也发现左侧汽封存在碰磨痕迹，因此可以判断汽缸相对于前轴承箱存在相对位移。
1.3效果验证
11月2号滨电#4汽轮机进行了冲转满负荷试验，汽轮机额定功率53.4MW，#1、#2瓦振动在35μm左右，振动问题得到有效改善。
2.结论
滨电#4机轴瓦振动大跳机主要原因是轴瓦油挡销孔偏小导致可倾瓦块与轴颈接触与轴向不平行，最终导致轴振正大。次要原因是汽缸相对轴承箱位置偏移，由于主蒸汽管道布置原因，当主蒸汽管道受热后带动汽缸向炉测偏移，导致各同流间隙变化，最终导致轴承振动增大。
参考文献：
[1] 300MW汽轮机切换顺序阀工况振动故障诊断处理，秦晓伟，郑 勇，张 沛（西北电力试验研究院，陕西 西安 710054）
[2] 300MW汽轮机切换顺序阀工况振动故障诊断处理，张艳国（黑龙江省大庆石油管理局电力总公司，黑龙江省 大庆市 163000）
论文作者:李丰均
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/7/11
标签：汽轮机论文; 机组论文; 轴瓦论文; 汽缸论文; 转子论文; 原因论文; 分量论文; 《电力设备》2018年第1期论文;