摘要：本文介绍了我公司2号汽轮机1号轴瓦振动超标的判断过程，从理论上分析了300MW汽轮机引起轴瓦振动高的原因；详细介绍了汽轮机气流激振与轴瓦失稳，最后对振动超标问题提出的处理措施。
关键词：气流激振 失稳 轴承振动 顺阀 单阀
1机组概况
国家电投新疆能源化工集团公司乌苏热电分公司2×330MW燃煤亚临界直接空冷供热式汽轮发电机组，汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的CZK330-16.7/0.4/538/538亚临界、两缸两排汽（高中压合缸）、直接空冷、双抽单调整。本机组轴系由高中压转子、低压转子、发电机转子、励磁机转子组成，各转子之间均采用法兰式钢性联轴器连接，由上述转子组成的转动部分由安装在前轴承箱内的1个推力轴承定位，并且由7个轴承支撑。高、中压转子采用4瓦块可倾瓦轴承支撑（＃1瓦和＃2瓦）。＃1、2瓦块温度各有两个测点，每个瓦块的温度测点按顺时针方向进行编号；汽轮机的控制系统采用上海新华控制工程公司的DEHⅢ电液调速系统，阀门的开度均由伺服油动机控制，油动机则受DEH发出的电信号控制；主汽阀和调节汽阀安装于髙中压缸二侧，每侧共有一个主汽阀和三个调节汽阀。汽轮机由单阀切为顺序阀控制时，上部两个调节阀1、2同时开启，然后随负荷的增加依次开启调节阀，阀门开启顺序为1-2-4-5-6-3。
2汽轮机阀切换异常处理
2.1 2019年8月26日，2号汽轮机负荷230MW，主汽压力15.3Mpa，1号轴承振动大报警，1X振动最高145μm，1Y振动最高76μm， /08：01，1X振动最高212μm，1Y振动最高110μm，退出AGC，负荷由230MW降至220MW，负荷速率由10MW/min降至6MW/min。/08：04，1X振动162μm，1Y振动78μm。/08：45，1X振动103μm，1Y振动66μm。轴承温度没有明显的变化。经过技术部门讨论后，将２号机由“顺阀”运行切换至“单阀"运行，阀切后1X振动最高50μm，1Y振动最高62μm，2号汽轮机1号轴承振动恢复至正常水平。
2.2通过调取2号机1瓦振动曲线分析，1瓦的振动存在如下特征：
2..2.1机组负荷在180 MW至230MW振动出现增大趋势；
2.2.2机组负荷276MW左右振动出现最大峰值176μm；
2.2.3,机组顺阀调节过程中5号高调门的开度的对1瓦振动有明显的放大效应；
2.2.4机组顺阀调节过程中2号高调门的开度变化对1瓦振动有明显的抑制作用；
2.2.5通过调取TDM频谱图分析,0.5倍频有一定振动分量,1倍频振动分量较大并且伴随有相位角的变化.
2.3 诱发因素分析：
2.3.1 2号机组1瓦1X方向轴振在2014年B级检修后存在振动偏大情况，一般在90um左右，2014年B级检修中发现转子轴系扬度值较大，因调整时间原因，没有进行调整。
2.3.2 2号机组1瓦在2019年6月份机组C修中解体检修时发现，1号轴瓦6号调阀进汽方向瓦块球面调整垫块安装方向安装错误，经调整后回装，轴承瓦块没有明显损伤，检查间隙合格后回装。
2.3.3 2号机推力间隙为65um,标准值为38 um。
2.4轴承结构分析:
2.4.1 2号机组1号轴承采用自位式可倾瓦轴承。由于温度改变而又同时要求保持良好对中性的场合，以适应转子倾角的变化。由于喷嘴的调节，调速汽门的相应开启，蒸汽进入不同的喷嘴弧段，通过调节级后而做功，这时作用在高中压轴承的负载大小和方向是变化的，可提供优良的稳定性，并能良好的消除轴颈振动。轴承体制成两半，并在水平中分面用销定位，各瓦块都装在轴承体内，并以球面垫块来支承和定位，垫块球面与位于各瓦快中心的垫片接触，这样，可允许轴承转动时与转子自动对中。
2.5 汽轮机配汽剩余汽流力对轴瓦运行的影响
汽轮机喷嘴调节时蒸汽不仅在转子叶片产生一个旋转力矩，而且会产生一个通过转子轴心的配汽剩余汽流力。如图一所示的受力分析图可以看出汽轮机在单阀运行方式下，调节级喷嘴全周进汽时，转子受四个方向剩余汽流力的合力基本为零，轴承只是承受转子的重量Fz。而当汽轮机改为顺序阀控制方式运行，在低负阶段调阀3、6关闭调阀4、5部分开启，1、2阀全开，此时转子承受的剩余汽流力合力水平向右，轴瓦承受的合力F合增大，受力方向指向右下方。＃1轴瓦的1号瓦块受F汽流力影响最大，其油楔进油的侧隙减小使进油量减少，从而转子抬高，造成1X方向振动增大。当转子位置4被转子位置3所推动后没有外部合力平衡，将造成1瓦轴振增大。
图一 调节级喷嘴布置及轴受力分析
3、气流激振与轴瓦失稳的辨识：
3.1 从上述现象分析:存在气流激振的表象,具有敏感于负荷、通过5、2号高调门的变化可以影响轴承振动，但是不具备稳定的0.5倍分量，负荷门槛不明显，随机性较强，只有再现性，没有规律性，综上所述排除气流激振而造成1瓦振动超标的原因。
3.2根据2019年6月检修前后1瓦瓦块检修时调整转子位置4处的球面垫片的情况，释放了轴上抬的抑制作用， 2019年8月运行中2号机1瓦轴振频谱1倍频、2倍频振动较为稳定，主要以1倍频、振动为主，轴承振动也随轴振增大而增大等现象综合分析，2号汽轮机1瓦振动属于正常强迫振动，主要原因是由于2号机1号轴承刚性降低，可倾瓦的支撑能力下降造成的轴瓦振动。
4、处理方法：
4.1调整2号机轴系扬度，增加1号轴瓦的受力；
4.2消除2号机推力间隙超标的问题；
4.3更换1瓦球面调整垫片，更换调整垫后弹簧，检查轴瓦与瓦枕接触情况，检查轴承配合间隙。必要时更换1号轴承。
参考文献：
1、新疆电力行业轮机技术监督培训讲义；
2、《发电厂汽水轮机技术监督导则》；
3、论文：300MW机组顺序阀切换后轴瓦温度升高的处理（全国火电大机组（300MW级）竞赛第37届年会论文集 ） ；
4、论文：关于300MW供热机组轴承振动与高压调节汽阀开度的关系 (张 健)。
论文作者:靳燕燕
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：转子论文; 轴承论文; 汽轮机论文; 轴瓦论文; 机组论文; 瓦块论文; 负荷论文; 《电力设备》2019年第16期论文;