摘要：对600MW汽轮机高中压高温区轴承偶发性振动大的原因进行了分析，提出机组运行期间的相应改善措施，及通过检修期间对相应油挡的检查清理，使得偶发性振动大的问题得到有效解决。
关键词：汽轮机轴承；偶发性振动大
一、机组及轴承振动概况：
国电聊城发电有限公司#2机组汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的亚临界四缸四排汽600MW汽轮机组，2002年投产运行，截止目前已运行超过15年。
2018年6月以来，#2机组#2轴承（高压缸后轴承）偶发性振动突增问题比较突出，最大轴振达190μm，威胁机组的安全稳定运行。
二、振动原因分析
振动趋势及相关参数分析：
振动的发生没有明显规律，与负荷、调阀阀序、轴移及缸胀、机组真空等参数无关。相关振动趋势见下图：
图1：7月9日至11日顺序阀工况下振动与阀位趋势图
（最大振动190.79μm）
图2：7月9日至11日顺序阀工况下振动与各参数趋势图
（最大振动190.79μm）
图3：7月11日至14日单阀工况下振动与
阀位趋势图（最大振动179.79μm）
图4：7月11日至13日单阀工况下振动与各参数趋势图
（最大振动179.79μm）
结合振动趋势图，总结#2轴承振动特性如下：
1）#2轴振不定期出现振幅波动，顺序阀工况下2Y最大幅值达到190.79μm，单阀工况下2Y最大幅值达到179.79μm，2X振动幅值低于2Y幅值，但波动的曲线与2Y一致；
2）振动波动从开始到结束，一般耗时20分钟左右；
3）振动波动与蒸汽参数、轴封供汽参数、真空度、调阀工况等没有直接的一一对应关系，振动波动呈随机性。
#2轴承现场运行环境排查：
1）#2轴承为高压缸后轴承，所在轴承箱为机组中轴承箱，轴承箱前端油挡距离高压缸外缸后轴封距离很近，图纸设计为106.38mm，因为空间狭小机组大修后对于轴封处的保温很难做到保温棉绑扎牢固及珍珠岩石膏抹面平整，可见图5。
2）正常运行期间，主机润滑油系统排烟风机始终运行，保证主油箱及各轴承箱内微负压状态；
3）高压外缸后轴封处因为临近高压缸进汽端虽然经缸内蒸汽室、平衡活塞及外缸轴封的多级汽封的密封，但仍然存在有轻微外漏蒸汽溢出的问题（轴封的间隙及密封形式的改良需待大修期间进行），轻微的蒸汽外漏除了造成局部高温外，还造成轴封附近的保温及石膏抹面的松散部位因此受损，造成在轴封附近的细小粉尘的污染。
4）因为高压外缸后轴封存在轻微漏汽，为确保轴承测振控制元件不因高温受损，在元件附近加装了压缩空气进行吹扫，夏季因为空气湿度大，压缩空气会有少量带水的问题。
图5：#2轴承处运行环境
图6：#2轴承处相关图纸设计
振动突增的原因分析：
结合运行振动趋势图及轴承实际运行情况分析，初步推断#2机组#2轴承振动突增的原因为轴承箱油挡密封齿内积碳摩擦引起振动短时间加剧。
轴承油挡内积碳与转子发生摩擦是由于机组运行期间，主机油系统为负压，轴封处的松散保温碎屑及浮尘在轻微轴封漏汽及轴承箱负压的双重作用下极易被吸入并附着在油挡之上，与润滑油烟结合形成软质油垢，高压缸轴封轻微漏汽形成的高温环境使得该油垢慢慢干结，干结的油垢无法通过油挡底部的卸油口排出，这些油垢越积越多后，油挡间隙变小，直至与转子碰触并反复摩擦挤压，造成局部高温碳化，形成了一种疏松的焦炭化物质，当这种碳化物质越积越多，油挡间隙变小，直至与转子碰触，产生摩擦，导致振动。振动加剧后，油挡碳化物又被逐渐磨掉或挤向油挡密封齿两侧，间隙放大，振动消失。
三、机组运行期间采取的相应措施：
针对以上原因分析，运行期间采取了以下运行措施来减缓#2轴承振动突增的频率：
1）对压缩空气运行系统加强了排水频次，尽量减少#2轴承处压缩空气的带水，必要时暂停吹扫；
2）适当降低润滑油系统负压，以尽量减少吸入油挡的粉尘量；
3）当#2轴承振动突增并上升至150μm以上时，建议采取相关措施，比如启动顶轴油泵、调整负荷或者单阀顺序阀切换等操作，给转子一个干扰，使得转子与油挡上的积碳脱离；
但最根本的解决办法还是利用机组停机机会，对轴承油挡内的积碳进行彻底清理。
四、#2机组调停期间对#2轴承处轴承箱油挡解体检查：
2018年11月10日至24日，利用#2机组解除备用机会，对#2机组#2轴承处油挡进行了拆解检查，发现轴承箱前端油挡内确实存有大量积碳，也进一步验证了运行期间#2轴承振动突增的原因分析是正确的。油挡齿内积碳的相关图片如下：
五、结论
大型发电机组汽轮机的轴承振动大问题影响机组的安全稳定运行，引发轴承振动大的原因有很多种，之前接触的很多机组轴承振动过大的原因大部分都是因为安装或检修不当、顺序阀阀序不合适、或者转子存在热弯曲等原因引起。但聊城公司#2汽轮机#2轴承处出现的因油挡密封齿内高温积碳引发偶发性振动波动大的案例比较特殊，对于发电机组汽轮机偶发性振动的原因分析及采取对应措施，有很好的借鉴和推广价值。
论文作者:李芳,李斌,杨进,付晋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/14
标签：轴承论文; 机组论文; 偶发性论文; 汽轮机论文; 工况论文; 原因论文; 转子论文; 《电力设备》2018年第27期论文;