300MW一号机组#1轴瓦轴振大的分析及处理

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摘要：介绍引起一号汽轮机组#1轴瓦振动异常的各种原因，对其采取补偿的措施，以保证设备的稳定运行。 对其他相关电厂的同类机组的轴振大的处理提供参考。

关键词：振动；汽流激振；不平衡；动静碰磨

中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：

1、前言

河北大唐国际唐山热电有限责任公司（简称唐山热电）一号汽轮机组于2004年1月27日投产是东方汽轮机厂设计制造的属于引进国内外技术的第八代亚临界300mw优化机型之一。型号是C300/220-16.7/0.3/537/537，一次中间再热两缸两排汽抽汽凝汽式机组。整个轴系高中压转子采用整锻结构，高中压转子，低压转子和发电机转子分别用刚性联轴器联结，本机组共6个支持轴承，其中汽轮机4个，发电机2个，为了轴系定位和承受转子轴向力，还有1个独立结构的推力轴承。位于高中压转子后端。汽轮机的4个支持轴承分别为可倾瓦轴承及椭圆轴承，#1和#2轴承为可倾瓦轴承，#3和#4椭圆轴承。#1瓦轴振运行时存在轴振大的问题，经常达到报警值。负荷在170MW，水平方向振动值187m，垂直方向振动值184；负荷在220MW水平方向振动值181，垂直方向振动值176；负荷在298MW时水平方向振动值171，垂直方向振动值165。一号机组在2008年5月经历了第一次大修后依然存在#1轴瓦轴振超标问题，升速至3000转/分时，轴瓦的轴振为0.10mm，当机组负荷为100MW时，轴瓦的轴振没有明显变化，其余各轴瓦振动合格。2009年一号机组B级检修时对高中压转子做低速动平衡，#1轴瓦振动大，在机组启动时，通过临界转速很困难，经常是振动达到掉闸保护定值，水平方向振动最大值250，垂直方向振动最大值为200。通过做低速动平衡工作后，机组启动时，可以顺利通过临界转速。

振动的原因是复杂的，而且是多种原因作用的结果。根据现场运行工况参数及负荷的变化，以及检修解体的实际情况分析振动的原因主要归为以下三方面：

2、汽流激振

因为振动数值变化与机组负荷密切相关。由汽流激振引起的轴系振动不稳定性的主要特征为：（1）汽流激振出现在机组并网后的负荷渐增过程，且一般发生在较高负荷工况，对负荷变化较敏感。当机组有功负荷升至某一数值（门槛负荷），立即发生汽流激振，而当负荷降至门槛负荷以下时，汽流激振随之消失。（2）汽流激振引起的振动有时与调节阀（调门）的开启顺序和开度有关，通过改变调门开启顺序或关闭有关调门，能够避免低频振动的发生或减小低频振动的幅值。

原因分析：在机组第一次大修中高中压缸通流部分改造中更换了布莱登汽封后，发现振动有如下特点：（1）当机组负荷为150MW时，调节阀由单阀切换为顺序阀运行后，高中压转子受汽流力的作用，造成高中压转子轴颈在#1轴瓦内的稳态位置上浮，使轴瓦动载荷降低而致。由于#1轴瓦为可倾瓦，在机组整个升速过程中轴系未出现不稳定情况，故可排除油膜涡动和油膜振荡故障，当闯过150MW负荷后，振动减弱。

3、高中压转子存在残余不平衡

一号机组在2009年B级检修时高中压转子虽然做了低速动平衡，虽然机组启动时可以顺利通过临界转速，但是#1轴瓦振动较大问题没有得到改善。而且随着设备运行时间的累积，振动趋于上升。为了机组的稳定运行，利用2010年4月一号机组停备检修机会，通过加配重平衡块来补偿一下高中压转子的残余不平衡量，从而减弱振动程度。

4、动静摩擦

2008年5月大修中对高中压缸布莱登汽封改造，将高中压缸通流汽封更换为布莱登汽封，目的是提高机组效率，降低热耗。但是通过机组启动后的运行反映，轴封漏汽量增大，因此在2009年B级检修中将高压缸前轴封,过桥后轴封,中压缸后轴封通流汽封改造，将高压缸前轴封,过桥后轴封,中压缸后轴封布莱登汽封更换为梳齿式通流汽封，并且按照集团公司和制造厂的要求汽封间隙按中下限进行了调整，减小漏气损失。通流部分径向间隙或轴端汽封间隙减小，并且高中压转子存在0.085mm的弯曲，由于现场没有条件处理，造成转子偏心较大，引发动静部件碰磨。

5、采取的措施：2010年4月一号机组停备检修，在停备检修的3天时间内，通过加配重平衡块来补偿一下高中压转子的残余不平衡量，从而减弱振动程度。机组停运前做好专用工具及配重螺栓块，现场提前安装好测相仪器，按动平衡结果松解高压轴封端盖的配重孔堵，按动平衡结果及配重螺栓重量配组螺栓并做好相位及配重记录。每次盘车位置用记号笔在大轴上做记号，用专用工具旋紧配重螺栓。加配重块的位置为电力设计单位提供的。先实施的第一次加入配重块的方案，振动改善得不明显。而后实施第二次方案。

6、结论

目前，一号机组运行后，振动情况明显减弱。机组在188MW时，水平方向振动值128m，垂直方向振动值121；机组在248MW时，水平方向振动值111m，垂直方向振动值110；机组在300MW时，水平方向振动值111m，垂直方向振动值113。在现场进行汽轮机振动故障诊断时，切不可将故障原因归结为汽流激振、高中压转子存在残余不平衡、动静碰摩其中之一个原因，只有结合具体情况才能诊断出机组振动的根本原因。

惠雨辰工程师工程硕士 热能与动力工程