（湖南华电常德发电有限公司 湖南常德 415000）
摘要：公司两台660MW上海汽轮机厂生产的超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式机组，投产半年中#1机组#1瓦轴振在330MW~380MW负荷区域内，逐步升高达到150um以上并最终出现跳变202um的情况，经过阶梯检查发现#1瓦下瓦球面和配合的瓦座有严重的电腐蚀现象，经过分析判断了电腐蚀的出现原因，并进行相应防范措施。
关键词：超超临界机组；#1瓦；振动；电腐蚀
我公司一期采用两台上海汽轮机厂制造的N660-25/600/600型汽轮机组，机型为超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式。一号机组于2015年底投运，初期#1轴振（合成值）在高负荷和低负荷时振动较小，中间负荷时振动略有增大。2016年7月份开机后发现机组在高负荷或低负荷时，高压转子#1轴振振动相对较小且十分稳定，但负荷在330MW-400MW之间时，高压转子#1轴振就会波动和超标。
1现状分析
#1机组投运之初振动情况良好，但是经过近3个月运行随后停备3个月，在2016年7月份开机后#1瓦的合成轴振出现了异常，具体表现是：在负荷在330MW-400MW之间时，高压转子#1轴振就会出现较大波动，在70um-140um（合成值）之间波动，并且随着运行时间的累计增加，振动的波动峰值越来越大，最大出现了瞬时202um的极高值。机组为西门子技术，轴振采用合成数据且不纳入跳机保护，实际振动分量要大于合成量，对机组的安全运行有极大的威胁。
针对发现的问题，公司马上组织分析，后初步判断是轴瓦油膜涡动不稳，造成的振动异常升高。后又了解同类型机组情况，发现此类状况较多，并且多为轴瓦的上下间隙偏离设计值造成。在同年11月份利用机组临修计划翻瓦检查，结果发现#1瓦下瓦球面和其配合瓦座有严重的电腐蚀，整个配合面凹凸不平，完全失去调节功能。
2原因分析
1、振动频谱分析：
通过从TDM系统调出的历史数据负荷在330MW时，DCS显示#1轴振在137um，此时1X轴振已经达到238um，其中半倍频幅值也达到了116um，数量级与一倍频相当，#2轴振较小，也没有明显的半倍频成分，高压转子轴振具体数据见表1。
表1 330MW负荷时高压转子轴振频谱成分（μm）
从330MW负荷时1X轴振频谱图中可以看出1X轴振出现很明显的半倍频幅值。但是当在高负荷或低负荷时，#1轴振没有波动时，半频成分就迅速减小，主要以一倍频频成分为主。
据此分析，主要是半倍频振动引起了整体振动值的严重超标，引发的原因最可能就是油膜不稳。
2、轴瓦解体分析：
经过解体，首先发现#1瓦解体数据，对比原始安装数据，发现#1瓦已发生移位：#1瓦整体逆时针旋转移位，横向偏往右侧（转子相对往左偏），纵向往电机侧扬。有一定程度的变化，说明#1瓦存在一定程度的偏移，造成了#1瓦的自位能力弱化。
其次#1瓦上半轴瓦钨金有大面积电腐蚀痕迹，下半轴瓦左侧有磨损痕迹，处于单面摩擦状态。下半轴瓦球面体、瓦枕左侧电腐蚀严重，瓦枕处于右侧单面受力状态。#1轴承球面体、瓦枕左侧电腐蚀严重，很大程度上影响了轴承自位能力，使轴瓦长期处于偏斜位置，轴瓦载荷分布不均。在330-380MW特定负荷状态下，产生油膜涡动（不排除有汽流激振故障），致使#1轴承振动波动大。
经过分析，认为造成#1瓦轴振异常的主要原因是#1瓦出现了异常的电腐蚀情况，从而导致轴瓦自位能力严重受限，进而在特定负荷（本台机组为330-380MW）下因为轴瓦自位能力不足引起油膜涡动，最终表现为#1瓦轴振异常升高。
电腐蚀是造成此问题的关键所在，此型机组转子放电位置在#6瓦处，通过了解其他厂的情况，有存在#1瓦电腐蚀现象，但是像本次#1瓦这么严重的情况没有相同例子。根据与厂家、电科院多方分析，初步判断为：机组投运初期，润滑油系统中存在较多金属杂质导致了转子和瓦面的磨损（瓦面、轴颈存在明显的划痕），形成了电流通路（转子、金属杂质、轴瓦之间形成通路）进而导致了#1瓦附近转子的放电转向了#1瓦（轴瓦、轴颈、轴承座上都有非常明显和严重的电腐蚀），导致了#1瓦电腐蚀，尤其是瓦座的电腐蚀。后期由于电腐蚀原因，#1瓦自位能力降低导致在运行中振动变大，引起轴瓦移位和磨损进一步引起了油膜涡动，导致转子和瓦面直接接触（下瓦存在明显碾瓦情况），再次加剧了轴瓦电腐蚀情况，形成了恶性循环最终导致轴振越来越大，最终严重影响机组运行安全。
3解决问题的方案和措施
针对轴瓦下半单面受力、单面磨损，轴承稳定性及自位能力不足情况，借鉴其他电厂处理经验，处理方案如下：
1、使用备品瓦更换1号轴承整套轴瓦、球面体，对新1号轴承球面体与原轴承瓦枕进行研磨（消除电腐蚀造成的凹凸不平情况），使球面体与瓦枕接触面符合设计要求。
2、重新调整1号轴承两侧防跳间隙，修改轴承两侧防跳间隙为0.10～0.15mm（上汽厂设计要求0.20～0.25mm）。
3、重新调整1号轴承标高值，对比原始安装值抬高0.10mm。
4、安装恢复时保证轴瓦顶隙符合上汽厂设计值并取下限值即0.30mm（上汽厂设计值0.30～0.37mm）。
5、安装恢复时调整油档洼窝恢复至原始安装值。
6、安装恢复时其他各部分间隙及检修工艺需符合设计要求及检修规范。
7、加强润滑油油质监测和处理，确保没有金属杂质进入瓦内造成磨损。
4改进后效果
1、经过处理后，#1机组随后启动连续运行超过4个月，期间#1瓦轴振截至目前最大未超过70um，振动频谱情况情况正常，各负荷情况下均未发现异常。
2、2017年停机后#1机组转入检查性大修，#1瓦解体情况：未发现电腐蚀现象，瓦面的磨损情况正常，未出现碾瓦现象。
综上所述，#1机组#1瓦已经成功消除了电腐蚀现象，确保了轴振保持在70um的良好范围内。
5结论
通过对#1机组#1瓦轴振异常的分析和检查，可以判断引起振动逐步升高的原因是轴承球面和瓦座电腐蚀导致轴承自位能力变差，在特定负荷区域造成油膜涡动。通过解体检查，可以确定造成上述情况的起因是机组安装后油系统内的金属杂质没有清理干净，导致了轴瓦的早期电腐蚀，进而降低轴承自位能力，导致油膜涡动加剧电腐蚀情况，恶性循环最终使得#1瓦轴振异常超标。在今后工作中要切实做好油系统的油质管控工作，避免由小问题引起的大缺陷。
参考文献：
[1]张国忠等 《汽轮发电机组振动和动平衡》 湖南省电力试验研究所 1999年09月；
[2]杨佳贤等 《#1机1号瓦中间负荷时振动大原因分析》 华电常德发电有限公司生技部 2016年12月；
[3]未知 《西门子1000MW汽轮机1瓦振动大原因分析及处理》 神华国华台电培训讲课教案 2012年2月；
[4]宋峰，王铁军 《国华准电汽轮机轴瓦电腐蚀原因分析及处理》 《科技资讯》 2015年第2期。
作者简介：
袁彬岚（1986-），男，湖南益阳人，职称：工程师，学历：本科，主要研究方向：热能与动力工程。
论文作者:袁彬岚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/4
标签：轴瓦论文; 机组论文; 负荷论文; 转子论文; 轴承论文; 情况论文; 油膜论文; 《电力设备》2018年第1期论文;