引言
某350MW機組采用東方汽輪機廠生產(chǎn)的超臨界、單軸、一次中間再熱、三缸兩排汽、單抽汽空冷凝汽式汽輪機,高、中壓缸為分缸結構,低壓缸為雙流、雙排汽,高、中、低轉子均為無中心孔整鍛轉子。機組共8個支持軸承,其中汽輪機6個、發(fā)電機2個,為了軸系定位和承受轉子軸向力,還有1個獨立結構的推力軸承,位于高、中壓轉子之間。1#～4#支持軸承為可傾瓦軸承,5#～6#支持軸承、發(fā)電機軸承為橢圓軸承,勵磁機帶穩(wěn)定小軸承。
12、3瓦振動大處理
1.1振動現(xiàn)象
2018年1月10日,2號機首次沖轉至3000r/min時,2號軸瓦振動超標,并網(wǎng)帶負荷后,2、3號軸承振動X、y向都有明顯增大。2月8日,負荷180MW,2、3號瓦振最大110_m、88_m,在此過程中,通過調整潤滑油溫和低壓軸封溫度,一定程度上起到了抑制作用,其中低壓軸封溫度影響較明顯。同時發(fā)現(xiàn)超速試驗轉速超過3100r/min時,所有軸承振動明顯減小,最小降低到20～28_m,2y軸振由95_m降至60_m。4月9日,由于鍋爐爆管機組停運,安裝單位對2、3號軸承翻瓦檢查,未查出異常。4月19日,2號機組重新開機沖轉3000r/min,振動沒有明顯改善,帶上負荷,2y振動幅值維持在120～128_m。調試期間,為控制2、3號軸承振動,運行人員從參數(shù)調整上進行了多種試探。
(1）控制低壓軸封蒸汽溫度在一定范圍。運行中發(fā)現(xiàn)調整低壓軸封蒸汽溫度能使2、3號軸承振動穩(wěn)定,且使振動在一定范圍內(nèi)減小。實驗證明,高壓軸封蒸汽溫度控制在380～395C比較合適。
(2）真空對2、3號軸承振動的影響:運行中真空突然升高,振動加大。特別是在啟動備用循環(huán)水泵時,振動即時上升,但上升的幅度不大。
(3）機組負荷對2、3號軸承振動的影響:隨著負荷增加,2號瓦和4號瓦振動上升,但這種關聯(lián)沒有一定的規(guī)律性。有時負荷增加,振動反而減小或變化很小。4號瓦振動在負荷增加時都會在一定范圍上升10～15_m,負荷穩(wěn)定振動會緩慢下降后穩(wěn)定。
(4）風壓、風溫、潤滑油溫對振動影響較小。
(5）勵磁電流對振動有一定影響,但關系不是很明顯。
為找出2、3瓦振動的根本原因,2018年4月25日進行了帶負荷階段的振動測試,并記錄其中的典型數(shù)據(jù)。
1.2頻譜圖分析
由圖1可知,振動頻譜以1倍頻為主,且均有部分2倍頻、3倍頻分量。因此,判斷該振動為部分摩擦振動和高中壓轉子質量不平衡二者疊加所致。
1.3數(shù)據(jù)及趨勢分析
由圖2可知:
(1）15:32一15:52為穩(wěn)定運行時段,15:52一16:40為振動變化時段,16:40一17:09為振動恢復后穩(wěn)定運行時段:
(2）振動變化時4X振幅波動較明顯,達20_m,2y、3X、3y均發(fā)生不同程度的波動,但幅度較小,說明4X振動明顯位于軸系振動末端,而2、3瓦處于振動中心位置,或者中低壓聯(lián)軸器對中稍有偏差:
(3）各點振動相位差不超過109,再次驗證質量不平衡為高、中壓轉子振動大的最可能原因。
1.4結論及處理方案
東方汽輪機廠對轉子部件的裝配、動平衡存在一定缺陷,致使轉子熱穩(wěn)定性不良,殘余振動過大,導致高壓轉子存在輕微碰磨。通過振動數(shù)據(jù)基本可以排除振動原因來自發(fā)電機轉子的電氣故障,如繞阻匝間短路。1倍頻分量較大表明轉子不平衡質量偏高,這里除與生產(chǎn)廠有關外,還與現(xiàn)場的中低壓對輪連接狀態(tài)不當有關。
綜上所述,2號機組2、3瓦振動是由部分摩擦振動和高、中壓轉子存在一定質量的不平衡綜合所致。
建議:
(1）檢查高壓和中壓汽封間隙情況:
(2）檢查機組滑銷系統(tǒng):
(3）對高中壓轉子進行動平衡。
為了快速將機組振動降至可接受水平,結合各瓦振動數(shù)據(jù),采用動平衡方案。高中對輪加重:P2-3=0.45kg/315°:中壓轉子#4瓦側加重:P4=0.3kg/340°(注:加重角度以機組鍵相缺口為零度逆轉向增大計量,且鍵相在機組頂部時）。經(jīng)過動平衡加重后,2、3瓦振動幅度得以降低,各瓦振動均在50μm以下。
26瓦振動大處理
2.1振動現(xiàn)象
2號機組進入整套試運以來一直存在冷態(tài)啟機定速和帶低負荷時(100MW以下）6瓦軸振偏高的缺陷。多次測試結果顯示,6號軸承(低壓缸后瓦）存在兩個問題:
(1）冷態(tài)啟機低負荷(100MW以下）振動較大,在低負荷約2h內(nèi)軸振爬升,通頻振幅最高133μm,然后緩慢下降,滿負荷最終穩(wěn)定在90μm左右。大振動只出現(xiàn)在冷態(tài)啟機,熱態(tài)啟機低負荷振動不大:振動的增加取決于時間,與負荷無直接關系。振動變化量是1倍頻分量,相位變化不大。
(2）大振動時振幅波動大(50～100μm）。為確定原因,測試了5、6號軸承蓋振動,發(fā)現(xiàn)波動同樣劇烈,可以明顯感覺到復合傳感器有不規(guī)則振動。瀑布圖顯示除1倍頻外,主要成分是19Hz和58Hz,沒有發(fā)現(xiàn)其他分量,但這兩個分量與1倍頻幅值相比較小。初步懷疑為動靜碰磨引起6瓦振動大。
2.2診斷分析
根據(jù)數(shù)據(jù)分析,造成6瓦1倍頻振動變化的原因除質量不平衡外,軸承油膜特性或轉子支撐特性改變會導致同樣現(xiàn)象。冷態(tài)啟機數(shù)小時內(nèi)的變化主要是機組金屬溫度升高造成軸承支撐特性變化,進而使6瓦振幅改變所致。如果安裝有缺陷,變化會更為明顯。從熱態(tài)啟機6號軸承振動看,轉子不平衡質量不大。因此,對軸瓦等結構狀況進行了檢查,包括軸瓦與瓦枕的接觸、緊力,同時還檢查了對輪螺栓緊力和對中。
2.3解體檢查結果
6號軸承振動最可能的原因是碰磨,碰磨部位可能在油檔、軸端汽封。2018年9月該機組C修期間,對6號軸承進行了全面檢查。6瓦解體發(fā)現(xiàn):
(1）大軸軸頸與盤車齒輪罩殼上部有嚴重摩擦:
(2）下瓦塊烏金表面磨痕明顯:
(3）瓦蓋與瓦枕之間存在0.03mm的間隙。
3結語
本文對某350MW汽輪機在在調試期間出現(xiàn)的振動現(xiàn)象以及處理過程進行了分析,對于2、3瓦振動,振動數(shù)據(jù)和特征圖譜分析表明振動頻譜以1倍頻為主,且均有部分2倍頻、3倍頻分量。因此,該振動為部分摩擦振動和高中壓轉子質量不平衡二者疊加所致。高中對輪加重0.45kg/315°,中壓轉子#4瓦側加重0.3kg/340°,振動問題得以解決:6號軸承振動的原因是碰磨,而碰磨部位在大軸軸頸與盤車齒輪罩殼上部,后通過調整軸頸與盤車齒輪罩殼上部間隙,更換5、6號軸瓦瓦塊,調整6號瓦蓋與瓦枕緊力,使6瓦振動下降至正常范圍。
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