某廠600 MW機(jī)組2瓦軸振突變?cè)蚍治黾疤幚?/h1>
2014-10-22 23:55:12聶艷云
科技資訊 2014年19期 關(guān)鍵詞：處理
聶艷云
摘 要：火電廠機(jī)組振動(dòng)是一種復(fù)雜物理現(xiàn)象，由于振動(dòng)帶來(lái)不安全的隱患，近年來(lái)時(shí)有發(fā)生這方面案例。隨著600 MW大型機(jī)組大批投運(yùn)，均安裝了在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和離現(xiàn)振動(dòng)分析儀，給專業(yè)技術(shù)人員全面了解大修后機(jī)組整體啟動(dòng)和在網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備的狀態(tài)，識(shí)別故障早期特征，故障部位發(fā)揮獨(dú)特的作用。
關(guān)鍵詞：軸振突變 原因分析 處理
中圖分類號(hào)：TK268 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（a）-0115-02
1 機(jī)組概述
某廠#2汽輪發(fā)電機(jī)組是由哈爾濱汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的N600-16.7/538/538-1型汽輪機(jī)組。該機(jī)組在2013年5～7月進(jìn)行大修，大修前2號(hào)軸振動(dòng)X，Y方向振動(dòng)偏大83/100 μm間。大修后開(kāi)機(jī)，振動(dòng)不穩(wěn)定，通過(guò)試驗(yàn)分析振動(dòng)的主要原因是動(dòng)靜摩擦，檢修尋找摩擦源處理后振動(dòng)良好，解決了2006年以來(lái)2號(hào)軸承振動(dòng)偏大的問(wèn)題。
2 該機(jī)歷史振動(dòng)故障經(jīng)過(guò)
大修前后的振動(dòng)狀況：
2006年9月#2機(jī)#2瓦在檢修后，于11月18日開(kāi)機(jī)。3000 r/min時(shí)2X=130 μm，2Y=148 μm，開(kāi)機(jī)過(guò)程中各瓦振動(dòng)很不穩(wěn)定，帶負(fù)荷運(yùn)行后#2瓦軸振在115～150 μm左右波動(dòng)，停機(jī)過(guò)臨界轉(zhuǎn)速1650 r/min；2X=179 μm，當(dāng)時(shí)對(duì)#2瓦軸振仍偏大的原因分析。
（圖1）為帶負(fù)荷300 MW時(shí)，2X=130，2Y=150 μm爬升，（圖2）2X，2Y為隨負(fù)荷變化不穩(wěn)定波動(dòng)。
當(dāng)時(shí)分析認(rèn)為：#2機(jī)整套啟動(dòng)以來(lái)的運(yùn)行情況及兩次對(duì)#2瓦軸振超標(biāo)的處理情況分析，#2瓦軸振超標(biāo)的主要原因如下。
（1）中-低對(duì)輪墊片止口間隙超標(biāo)，使中-低對(duì)輪同心度在運(yùn)行中發(fā)生變化，產(chǎn)生質(zhì)量不平衡。
（2）因汽缸變形、基礎(chǔ)沉降不均勻，使中-低轉(zhuǎn)子對(duì)輪中心發(fā)生了較大偏差，對(duì)#2瓦軸振有一定影響。
（3）本型機(jī)組軸封間隙設(shè)計(jì)得較小，安裝后允許存在碰摩，整套啟動(dòng)時(shí)2Y軸振主要是碰磨引起的，目前仍有可能存在碰摩。
#2機(jī)組在2008年4月1日～5月27日進(jìn)行首次B級(jí)檢修。高中壓隔板汽封全部更換成布萊登汽封；中低對(duì)輪第3、6、9、12、15、18、21、24號(hào)螺栓進(jìn)行了重新鉸孔并更換新螺栓及配重。軸系中心按設(shè)計(jì)值調(diào)整。開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)，過(guò)臨界轉(zhuǎn)速，定速3000 r/min，并網(wǎng)二瓦軸振問(wèn)題依然效果不佳。
#2機(jī)組自投運(yùn)以來(lái)，#2軸承軸振動(dòng)就一直隨著負(fù)荷增加而增大并伴有跳變現(xiàn)象，按理來(lái)說(shuō)通過(guò)大修對(duì)中、低對(duì)輪的精心聯(lián)接和處理，其振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)得到較好的解決。但在這次機(jī)組帶負(fù)荷中（大修后），#2軸振動(dòng)依然如故，引起振動(dòng)的主因不詳。
3 通過(guò)故障診斷分析短時(shí)間處理經(jīng)過(guò)
2013年7月23日大修后開(kāi)機(jī)到2013年10月30日利用調(diào)度開(kāi)機(jī)共六次機(jī)會(huì)，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)采集開(kāi)停機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)分析故障原因。
7月25日二瓦軸振運(yùn)行中幅值突跳上了一臺(tái)階，同時(shí)注意收集2013年7月23日和10月6日開(kāi)機(jī)波特圖1596 r/min過(guò)臨界；3000 r/min振幅相位進(jìn)行分析。
原因分析：根據(jù)振動(dòng)的典型特征，結(jié)合機(jī)組歷史狀況，原因可能兩個(gè)方面。
一是中-低靠背輪有松動(dòng)；二是摩擦。為此每次開(kāi)機(jī)重點(diǎn)測(cè)量臨界轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速振幅相位變化，熱態(tài)開(kāi)機(jī)試驗(yàn)可以看出二瓦過(guò)臨界1596 r/min和3000 r/min數(shù)據(jù)沒(méi)有飛脫故障的特征。而碰磨引起熱彎曲振動(dòng)的特點(diǎn)是：只在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)和帶負(fù)荷過(guò)程中才發(fā)生，有功升得快振動(dòng)隨機(jī)增大，負(fù)荷穩(wěn)定振動(dòng)減小，停機(jī)時(shí)不顯著反映振動(dòng)的區(qū)別。
2013年9月21日開(kāi)機(jī)二瓦軸振動(dòng)突增，開(kāi)機(jī)過(guò)程出現(xiàn)最大達(dá)274μm，隨后再開(kāi)機(jī)，從趨勢(shì)圖看出平穩(wěn)，最大振幅在163μm，分析認(rèn)為是曖機(jī)不夠引起局部碰磨造成的，不是飛脫引起的靜不平衡分量為主，另外從該機(jī)并網(wǎng)后振幅波動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析認(rèn)為，振動(dòng)主要分量是基頻分量，按振動(dòng)分類應(yīng)是普通強(qiáng)迫振動(dòng)，從周期性波動(dòng)特征不是軸系同心度和平直度偏差引起，因?yàn)闆](méi)出現(xiàn)2X，nX分量與中心發(fā)生變化特征不符，從而排除中心不正問(wèn)題，那么引起這種振動(dòng)的原因只能是旋轉(zhuǎn)性不平衡？旋轉(zhuǎn)體不平衡引起的振幅、相位會(huì)發(fā)生周期性變化，它的相位變化決定于旋轉(zhuǎn)性不平衡產(chǎn)生的幅值，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體不平衡振動(dòng)大于轉(zhuǎn)子上原始不平衡振動(dòng)時(shí)相位就會(huì)變化。當(dāng)大軸上擾動(dòng)力長(zhǎng)期存在轉(zhuǎn)子就會(huì)出現(xiàn)隨時(shí)間，受熱應(yīng)力彎曲而緩慢或急劇變化的特征。當(dāng)旋轉(zhuǎn)不平衡量與轉(zhuǎn)子原始不平衡在同一相位時(shí)，呈現(xiàn)的振動(dòng)為增大相反為減小，它隨時(shí)間變化是沒(méi)規(guī)律性。通過(guò)機(jī)理分析及相關(guān)試驗(yàn)，排除了轉(zhuǎn)子葉片有飛脫的可能后，注意力鎖定在尋找引起碰磨的部件上，2013年10月21日治理工作從以下幾點(diǎn)展開(kāi)。
（1）從消除軸頸擾動(dòng)力過(guò)大入手進(jìn)行排查，尋找碰磨能長(zhǎng)時(shí)間存在的頑固性原因。
（2）提高軸瓦穩(wěn)定性。
（3）同時(shí)復(fù)查高-低中心。
4 檢查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題
揭二瓦先是發(fā)現(xiàn)瓦兩側(cè)油封環(huán)變形卡澀，揭推力瓦后發(fā)現(xiàn)兩側(cè)油檔碰磨痕跡明顯，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)2～6號(hào)軸瓦浮動(dòng)油檔含推力瓦銅質(zhì)擋油環(huán)存在設(shè)計(jì)缺陷，受到油溫油壓、以及自身連接方式的影響，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)連接螺栓脫落、以及橢圓變形后易造成油膜無(wú)法形成，產(chǎn)生動(dòng)靜部分摩擦，是誘發(fā)軸系振動(dòng)的主要因素，修刮后對(duì)二瓦頂隙作了相應(yīng)調(diào)整、中心復(fù)查、裝復(fù)開(kāi)機(jī)。
5 處理后開(kāi)機(jī)及效果
2013年10月30日，#2機(jī)處理推力瓦油檔磨擦問(wèn)題后開(kāi)機(jī)測(cè)試，轉(zhuǎn)速3000 r/min，并網(wǎng)后負(fù)荷527 MW，二瓦相位、振幅均穩(wěn)定。
從處理上述問(wèn)題后開(kāi)機(jī)采集的波特圖顯示，高中壓轉(zhuǎn)子過(guò)臨界1568 r/min時(shí)振動(dòng)最大值一瓦：X=86 μm∠19；Y=80 μm∠97；二瓦：X=113 μm∠343；Y=111 μm∠72，3000 r/min時(shí)采集到數(shù)據(jù)均在良好范圍內(nèi)88 μm以下，通過(guò)開(kāi)機(jī)驗(yàn)證上述分析是正確，經(jīng)帶負(fù)荷168小時(shí)及近段超負(fù)荷試驗(yàn)650 MW時(shí)，二瓦軸振，瓦振和相位均穩(wěn)定。9瓦軸振動(dòng)通過(guò)在基礎(chǔ)與臺(tái)板間底部加墊片厚度分別為0.55 mm的墊片后，2013-12-14日開(kāi)機(jī)到時(shí)3000 r/min、并網(wǎng)、帶負(fù)荷后，X=96 μm；Y=72 μm；瓦振動(dòng)=23 μm，到此#2機(jī)組長(zhǎng)期以來(lái)軸系振動(dòng)不穩(wěn)定偏大的問(wèn)題徹底根治。
6 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)哈汽亞臨界600 MW汽輪機(jī)推力瓦油擋摩擦振動(dòng)問(wèn)題的試驗(yàn)、分析、處理進(jìn)行了歸納總結(jié)，對(duì)解決同類型機(jī)組類似振動(dòng)故障有重要參考意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 施維新.引進(jìn)型300 MW機(jī)組軸系振動(dòng)特性測(cè)試和分析[J].中國(guó)電力，1998，31（4）：3-7.
[2] 張國(guó)忠.大機(jī)組運(yùn)行中的摩擦振動(dòng)分析[J].湖南電力，1999，19（1）：11-14.
[3] 劉石，楊群發(fā).超臨界600 MW機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題分析與軸系平衡[J].廣東電力， 2007，20（9）：43-46.
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摘 要：火電廠機(jī)組振動(dòng)是一種復(fù)雜物理現(xiàn)象，由于振動(dòng)帶來(lái)不安全的隱患，近年來(lái)時(shí)有發(fā)生這方面案例。隨著600 MW大型機(jī)組大批投運(yùn)，均安裝了在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和離現(xiàn)振動(dòng)分析儀，給專業(yè)技術(shù)人員全面了解大修后機(jī)組整體啟動(dòng)和在網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備的狀態(tài)，識(shí)別故障早期特征，故障部位發(fā)揮獨(dú)特的作用。
關(guān)鍵詞：軸振突變 原因分析 處理
中圖分類號(hào)：TK268 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（a）-0115-02
1 機(jī)組概述
某廠#2汽輪發(fā)電機(jī)組是由哈爾濱汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的N600-16.7/538/538-1型汽輪機(jī)組。該機(jī)組在2013年5～7月進(jìn)行大修，大修前2號(hào)軸振動(dòng)X，Y方向振動(dòng)偏大83/100 μm間。大修后開(kāi)機(jī)，振動(dòng)不穩(wěn)定，通過(guò)試驗(yàn)分析振動(dòng)的主要原因是動(dòng)靜摩擦，檢修尋找摩擦源處理后振動(dòng)良好，解決了2006年以來(lái)2號(hào)軸承振動(dòng)偏大的問(wèn)題。
2 該機(jī)歷史振動(dòng)故障經(jīng)過(guò)
大修前后的振動(dòng)狀況：
2006年9月#2機(jī)#2瓦在檢修后，于11月18日開(kāi)機(jī)。3000 r/min時(shí)2X=130 μm，2Y=148 μm，開(kāi)機(jī)過(guò)程中各瓦振動(dòng)很不穩(wěn)定，帶負(fù)荷運(yùn)行后#2瓦軸振在115～150 μm左右波動(dòng)，停機(jī)過(guò)臨界轉(zhuǎn)速1650 r/min；2X=179 μm，當(dāng)時(shí)對(duì)#2瓦軸振仍偏大的原因分析。
（圖1）為帶負(fù)荷300 MW時(shí)，2X=130，2Y=150 μm爬升，（圖2）2X，2Y為隨負(fù)荷變化不穩(wěn)定波動(dòng)。
當(dāng)時(shí)分析認(rèn)為：#2機(jī)整套啟動(dòng)以來(lái)的運(yùn)行情況及兩次對(duì)#2瓦軸振超標(biāo)的處理情況分析，#2瓦軸振超標(biāo)的主要原因如下。
（1）中-低對(duì)輪墊片止口間隙超標(biāo)，使中-低對(duì)輪同心度在運(yùn)行中發(fā)生變化，產(chǎn)生質(zhì)量不平衡。
（2）因汽缸變形、基礎(chǔ)沉降不均勻，使中-低轉(zhuǎn)子對(duì)輪中心發(fā)生了較大偏差，對(duì)#2瓦軸振有一定影響。
（3）本型機(jī)組軸封間隙設(shè)計(jì)得較小，安裝后允許存在碰摩，整套啟動(dòng)時(shí)2Y軸振主要是碰磨引起的，目前仍有可能存在碰摩。
#2機(jī)組在2008年4月1日～5月27日進(jìn)行首次B級(jí)檢修。高中壓隔板汽封全部更換成布萊登汽封；中低對(duì)輪第3、6、9、12、15、18、21、24號(hào)螺栓進(jìn)行了重新鉸孔并更換新螺栓及配重。軸系中心按設(shè)計(jì)值調(diào)整。開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)，過(guò)臨界轉(zhuǎn)速，定速3000 r/min，并網(wǎng)二瓦軸振問(wèn)題依然效果不佳。
#2機(jī)組自投運(yùn)以來(lái)，#2軸承軸振動(dòng)就一直隨著負(fù)荷增加而增大并伴有跳變現(xiàn)象，按理來(lái)說(shuō)通過(guò)大修對(duì)中、低對(duì)輪的精心聯(lián)接和處理，其振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)得到較好的解決。但在這次機(jī)組帶負(fù)荷中（大修后），#2軸振動(dòng)依然如故，引起振動(dòng)的主因不詳。
3 通過(guò)故障診斷分析短時(shí)間處理經(jīng)過(guò)
2013年7月23日大修后開(kāi)機(jī)到2013年10月30日利用調(diào)度開(kāi)機(jī)共六次機(jī)會(huì)，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)采集開(kāi)停機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)分析故障原因。
7月25日二瓦軸振運(yùn)行中幅值突跳上了一臺(tái)階，同時(shí)注意收集2013年7月23日和10月6日開(kāi)機(jī)波特圖1596 r/min過(guò)臨界；3000 r/min振幅相位進(jìn)行分析。
原因分析：根據(jù)振動(dòng)的典型特征，結(jié)合機(jī)組歷史狀況，原因可能兩個(gè)方面。
一是中-低靠背輪有松動(dòng)；二是摩擦。為此每次開(kāi)機(jī)重點(diǎn)測(cè)量臨界轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速振幅相位變化，熱態(tài)開(kāi)機(jī)試驗(yàn)可以看出二瓦過(guò)臨界1596 r/min和3000 r/min數(shù)據(jù)沒(méi)有飛脫故障的特征。而碰磨引起熱彎曲振動(dòng)的特點(diǎn)是：只在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)和帶負(fù)荷過(guò)程中才發(fā)生，有功升得快振動(dòng)隨機(jī)增大，負(fù)荷穩(wěn)定振動(dòng)減小，停機(jī)時(shí)不顯著反映振動(dòng)的區(qū)別。
2013年9月21日開(kāi)機(jī)二瓦軸振動(dòng)突增，開(kāi)機(jī)過(guò)程出現(xiàn)最大達(dá)274μm，隨后再開(kāi)機(jī)，從趨勢(shì)圖看出平穩(wěn)，最大振幅在163μm，分析認(rèn)為是曖機(jī)不夠引起局部碰磨造成的，不是飛脫引起的靜不平衡分量為主，另外從該機(jī)并網(wǎng)后振幅波動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析認(rèn)為，振動(dòng)主要分量是基頻分量，按振動(dòng)分類應(yīng)是普通強(qiáng)迫振動(dòng)，從周期性波動(dòng)特征不是軸系同心度和平直度偏差引起，因?yàn)闆](méi)出現(xiàn)2X，nX分量與中心發(fā)生變化特征不符，從而排除中心不正問(wèn)題，那么引起這種振動(dòng)的原因只能是旋轉(zhuǎn)性不平衡？旋轉(zhuǎn)體不平衡引起的振幅、相位會(huì)發(fā)生周期性變化，它的相位變化決定于旋轉(zhuǎn)性不平衡產(chǎn)生的幅值，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體不平衡振動(dòng)大于轉(zhuǎn)子上原始不平衡振動(dòng)時(shí)相位就會(huì)變化。當(dāng)大軸上擾動(dòng)力長(zhǎng)期存在轉(zhuǎn)子就會(huì)出現(xiàn)隨時(shí)間，受熱應(yīng)力彎曲而緩慢或急劇變化的特征。當(dāng)旋轉(zhuǎn)不平衡量與轉(zhuǎn)子原始不平衡在同一相位時(shí)，呈現(xiàn)的振動(dòng)為增大相反為減小，它隨時(shí)間變化是沒(méi)規(guī)律性。通過(guò)機(jī)理分析及相關(guān)試驗(yàn)，排除了轉(zhuǎn)子葉片有飛脫的可能后，注意力鎖定在尋找引起碰磨的部件上，2013年10月21日治理工作從以下幾點(diǎn)展開(kāi)。
（1）從消除軸頸擾動(dòng)力過(guò)大入手進(jìn)行排查，尋找碰磨能長(zhǎng)時(shí)間存在的頑固性原因。
（2）提高軸瓦穩(wěn)定性。
（3）同時(shí)復(fù)查高-低中心。
4 檢查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題
揭二瓦先是發(fā)現(xiàn)瓦兩側(cè)油封環(huán)變形卡澀，揭推力瓦后發(fā)現(xiàn)兩側(cè)油檔碰磨痕跡明顯，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)2～6號(hào)軸瓦浮動(dòng)油檔含推力瓦銅質(zhì)擋油環(huán)存在設(shè)計(jì)缺陷，受到油溫油壓、以及自身連接方式的影響，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)連接螺栓脫落、以及橢圓變形后易造成油膜無(wú)法形成，產(chǎn)生動(dòng)靜部分摩擦，是誘發(fā)軸系振動(dòng)的主要因素，修刮后對(duì)二瓦頂隙作了相應(yīng)調(diào)整、中心復(fù)查、裝復(fù)開(kāi)機(jī)。
5 處理后開(kāi)機(jī)及效果
2013年10月30日，#2機(jī)處理推力瓦油檔磨擦問(wèn)題后開(kāi)機(jī)測(cè)試，轉(zhuǎn)速3000 r/min，并網(wǎng)后負(fù)荷527 MW，二瓦相位、振幅均穩(wěn)定。
從處理上述問(wèn)題后開(kāi)機(jī)采集的波特圖顯示，高中壓轉(zhuǎn)子過(guò)臨界1568 r/min時(shí)振動(dòng)最大值一瓦：X=86 μm∠19；Y=80 μm∠97；二瓦：X=113 μm∠343；Y=111 μm∠72，3000 r/min時(shí)采集到數(shù)據(jù)均在良好范圍內(nèi)88 μm以下，通過(guò)開(kāi)機(jī)驗(yàn)證上述分析是正確，經(jīng)帶負(fù)荷168小時(shí)及近段超負(fù)荷試驗(yàn)650 MW時(shí)，二瓦軸振，瓦振和相位均穩(wěn)定。9瓦軸振動(dòng)通過(guò)在基礎(chǔ)與臺(tái)板間底部加墊片厚度分別為0.55 mm的墊片后，2013-12-14日開(kāi)機(jī)到時(shí)3000 r/min、并網(wǎng)、帶負(fù)荷后，X=96 μm；Y=72 μm；瓦振動(dòng)=23 μm，到此#2機(jī)組長(zhǎng)期以來(lái)軸系振動(dòng)不穩(wěn)定偏大的問(wèn)題徹底根治。
6 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)哈汽亞臨界600 MW汽輪機(jī)推力瓦油擋摩擦振動(dòng)問(wèn)題的試驗(yàn)、分析、處理進(jìn)行了歸納總結(jié)，對(duì)解決同類型機(jī)組類似振動(dòng)故障有重要參考意義。
參考文獻(xiàn)
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