馬保會(huì)，王春亮，倪濤

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

1 機(jī)組概況

某公司#1機(jī)組系東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的D42型330MW汽輪機(jī)組，于1993年投產(chǎn)，#1，#2軸承采用可傾瓦。#1機(jī)組于2011年進(jìn)行通流供熱改造，改造后#1軸承(即高中壓缸前軸承)存在高負(fù)荷時(shí)軸振增大，振幅波動(dòng)范圍大的情況，在310 MW時(shí)軸振出現(xiàn)突升的現(xiàn)象，同類(lèi)型的#2機(jī)組未改造前在高負(fù)荷時(shí)同樣存在類(lèi)似問(wèn)題，嚴(yán)重影響機(jī)組的帶負(fù)荷和安全運(yùn)行。近幾年來(lái)，為消除#2機(jī)組#1軸振大帶來(lái)的不利影響，采取了縮小軸承頂部間隙、改變高調(diào)門(mén)閥序、增加#1軸瓦的標(biāo)高等處理方法，但由于機(jī)組未進(jìn)行大修，#1軸承標(biāo)高增加受限，所做的處理對(duì)消除軸振的效果不明顯。

2 振動(dòng)現(xiàn)象

#2機(jī)組多年來(lái)一直存在#1軸振大的問(wèn)題，并且軸振出現(xiàn)突跳特性，在高負(fù)荷階段表現(xiàn)尤為突出，最高時(shí)軸振突跳至0.20 mm，軸振保護(hù)只能暫時(shí)解除才能維持機(jī)組的高負(fù)荷運(yùn)行(振動(dòng)曲線如圖1所示)，直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行。同類(lèi)型的#1機(jī)組在2011年通流供熱改造后也存在類(lèi)似情況，改造時(shí)按照制造廠提供的軸系中心標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軸系進(jìn)行了調(diào)整，負(fù)荷在310 MW以下時(shí)機(jī)組軸振較小并且穩(wěn)定，當(dāng)負(fù)荷大于310 MW時(shí)，#1軸振快速增大并且波動(dòng)幅度增大(如圖2所示)。

3 原因分析與處理措施

對(duì)#1軸承的振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)量分析，從振動(dòng)頻譜圖可以看出:#1軸瓦振動(dòng)頻率在25 Hz左右，振動(dòng)再現(xiàn)性較強(qiáng)，振動(dòng)與機(jī)組負(fù)荷有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，振動(dòng)特征表現(xiàn)為自激振動(dòng)特性。由此可以得出結(jié)論:#1軸承穩(wěn)定性差，汽流擾動(dòng)引起軸承失穩(wěn)，是造成軸振偏大的主要原因。

3.1 改變進(jìn)汽方式

當(dāng)高壓缸進(jìn)汽調(diào)門(mén)開(kāi)啟順序不同時(shí)，汽流方向不同，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子形成不同的擾動(dòng)力，#1軸承對(duì)汽流擾動(dòng)較敏感。運(yùn)行機(jī)組減少汽流擾動(dòng)對(duì)軸振影響的方法主要是改變高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)的進(jìn)汽方式，即調(diào)整閥序。閥門(mén)對(duì)應(yīng)噴嘴位置為:左上2，右上4，右下1，左下3，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針。調(diào)取#1機(jī)組閥序與機(jī)組振動(dòng)的運(yùn)行曲線分析:#1機(jī)組閥序?yàn)?→2→4→3，當(dāng)#3調(diào)門(mén)開(kāi)啟時(shí)，#1軸振隨之增大，#3高調(diào)門(mén)從汽輪機(jī)左下部進(jìn)汽，由于進(jìn)汽汽流方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向一致，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生向上的作用力，使軸承載荷減小，導(dǎo)致軸振增大;修改閥序?yàn)?→ 4→1→2，#2高調(diào)門(mén)自汽輪機(jī)左上部進(jìn)汽，與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生向下的作用力，能夠增加軸承載荷，抑制軸振增大。調(diào)整后#1機(jī)組#1軸瓦在高負(fù)荷區(qū)域軸振明顯降低，但高負(fù)荷軸振波動(dòng)幅度相對(duì)低負(fù)荷仍然偏大，說(shuō)明#1軸承載荷相對(duì)較小，抗汽流擾動(dòng)能力相對(duì)較弱(振動(dòng)情況如圖3所示)。用同樣的方法調(diào)整#2機(jī)組閥序，但對(duì)消除#2機(jī)組#1軸振的效果不明顯。

3.2 提高軸承穩(wěn)定性

提高軸承穩(wěn)定性，主要采取減少軸瓦頂部間隙，通過(guò)調(diào)整軸系中心增加#1軸瓦的載荷等措施，在#2機(jī)組改造中進(jìn)行了如下處理。

(1)#1軸瓦檢查及頂部間隙調(diào)整。檢查軸瓦與軸頸及軸瓦墊鐵的接觸情況，按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行研磨，調(diào)整軸瓦頂部間隙至標(biāo)準(zhǔn)值的下限。

(2)調(diào)整中、低壓轉(zhuǎn)子中心及#1軸頸揚(yáng)度。根據(jù)#1機(jī)組各軸承溫度和改造時(shí)軸系中心調(diào)整數(shù)據(jù)及#1軸頸的揚(yáng)度數(shù)據(jù)，對(duì)#2機(jī)組#1軸頸揚(yáng)度和中、低壓轉(zhuǎn)子中心數(shù)據(jù)做了較大調(diào)整。#1，#2機(jī)組改造后中、低壓轉(zhuǎn)子中心及軸頸揚(yáng)度對(duì)比見(jiàn)表1。

圖1 #2機(jī)組 #1，#2軸振與負(fù)荷曲線

圖2 #1機(jī)組#1軸振與負(fù)荷曲線

表1 #1，#2機(jī)組改造后中、低壓轉(zhuǎn)子中心及軸頸揚(yáng)度

4 處理效果

2012年11月，#2機(jī)組改造后啟動(dòng)，#1軸瓦軸振穩(wěn)定，高負(fù)荷時(shí)未出現(xiàn)軸振大的情況(振動(dòng)曲線如圖4所示)，軸振受負(fù)荷變動(dòng)影響較小。改造前#1，#2軸瓦金屬溫度基本相同，改造后#1軸瓦金屬溫度比#2瓦高10℃左右，說(shuō)明#1軸瓦載荷有所增加。

圖3 #1機(jī)組閥序調(diào)整后#1，#2軸振與負(fù)荷曲線

圖4 #2機(jī)組改造后 #1，#2軸振與負(fù)荷曲線

5 結(jié)束語(yǔ)

汽輪機(jī)高中壓缸前軸承在整個(gè)軸系的最前端，#1軸瓦軸振大是較常見(jiàn)的問(wèn)題。除通過(guò)調(diào)整閥序來(lái)降低汽流擾動(dòng)的影響外，增加#1軸頸揚(yáng)度、增大軸瓦的載荷、提高軸承的穩(wěn)定性來(lái)消除#1瓦軸振大、不穩(wěn)定的情況是行之有效的方法。不同類(lèi)型的機(jī)組選用的揚(yáng)度不同，同類(lèi)型機(jī)組處理該問(wèn)題時(shí)可參考本文所提供的數(shù)據(jù)。

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