660MW超朝临界汽轮机组1号轴承振动分析及治理论文_李成文

(福建大唐国际宁德发电有限责任公司 福建宁德 355006)

摘要:某电厂#1汽轮机组为N660-25.0/600/600型超超临界汽轮机组;自2014年6月份以来,1号轴承Y向轴振异常升高现象;检修发现1号轴承乌金磨损严重且1号轴颈锥度较大,对1号轴承处的转子轴颈进行了修复及严格控制轴承的安装工艺,机组运行后1号轴承振动有明显改善。

关键词:振动,轴颈锥度,轴瓦

1、汽轮机概述

1号机组为某公司制造的超超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机,采用 中压缸启动,数字式电液调节(DEH)系统。汽轮发电机组整个轴系由9个支持轴承支撑。其中高中压合缸,与低压缸设计6个支持轴承,#1、#2轴瓦为六瓦块式可倾瓦;#3-#6轴承为椭圆瓦;轴瓦处轴颈的设计要求如下:

2、振动现象

2014年4-6月份该机组进行A级检修,2014年7月份机组检修启动后发现1瓦Y向轴振较修前增长20-30um; 8月份停备对1号轴瓦进行了解体检查,轴承下部轴瓦有黏瓦现象;更换新瓦启动后轴振逐渐升至110-120um;振动的变化数据如下表1:考虑到1号轴振以基频振动为主,说明振动性质属于普通强迫振动。且高中压转子没有检修,故转子本身的平衡状况未发生改变;但1号Y向轴振出现明显上升现象,表明轴瓦对转子动态的束缚能力有明显下降;且出现了0.5倍频振动分量;

3、振动分析

为排查检修工艺上缺陷,利用停机对1号轴承进行了彻底检查,发现1号轴瓦顶隙偏大,且1号轴向轴颈锥度较大;测量数据见下表2-3;

轴承的顶部间隙偏大及转子轴颈锥度大都是影响对转子高速转动的油膜形成不利因素;众所周知,轴承的支撑刚度包括轴承动刚度(包括结构刚度和连接刚度)和支撑油膜刚度,考虑到轴承结构未发生任何改变,因此轴承更换前后的结构刚度没有变化,那么可能发生变化的是轴承的连接刚度和支撑油膜刚度;轴承的连接刚度主要取决于各结合面的接触情况及连接螺栓的紧力,检查前后复装轴瓦的螺栓紧固正常,未发现问题;

对可倾瓦而言,影响其支撑油膜刚度主要是轴承的安装间隙和瓦块的自位能力;由表1可见,大修后0.5倍的低频分量有所增长,油膜的不稳定性因素导致;轴颈部位存在锥度影响,沿轴向的油膜厚度不均匀,油膜较厚的支撑部位轴承的稳定性会有所下降,因而油膜的刚度支撑刚度也会下降;因此轴瓦的安装质量及转子轴颈存在锥度是引发1号轴振异常突增的次要原因;

再而修前修后的1倍频的基频分量均较大,转子自身质量不平衡因素或汽流不均引起转子失稳;1号轴承处转子需动平衡试验治理;

4、处理情况

该厂根据制定检修计划,于2016年高中压转子轴颈返厂进行了修理,修理后锥度小于0.02mm;根据轴颈新尺寸,制造厂照配了新轴瓦;检修中按照轴瓦顶隙按照下限进行安装;

对于基频分量较大的情况,该公司邀请某电科院对高中压转子动平衡试验;通过多项措施,机组振动明显下降;机组启动后1号轴承Y向振动明显该少,最大幅值小于60um;

振动数据如下:

5、结论

处理了高中压转子轴颈存在锥度问题,并严格了轴瓦安装检修工艺;对治理高中压转子轴振振动大起到了有利效果,使机组地振动明显有所好转,最终提高了机组的安全可靠性;

6、参考文献

[1]杨建刚,旋转机械振动分析与工程应用[M],北京:中国电力出版社,2008.

[2]张旭蓉,龚广雄,660MW汽轮发电机组振动分析[J].华中电力,2006,19(5):71-72;

[3]张学延.汽轮发电机组振动诊断[M].北京:中国电力出版社,2008.

[4]施维新.汽轮发电机组振动及故障[M].2版.北京:中国电力出版社,2008

[5]寇胜利.汽轮发电机组的振动及现场平衡[M].北京:中国电力出版社,2007

论文作者:李成文

论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期

论文发表时间:2017/4/26

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