劉紅革，張永光，翁振宇

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

汽輪發(fā)電機(jī)組軸振超標(biāo)問(wèn)題是運(yùn)行中常見(jiàn)故障。某電廠2010 年投產(chǎn)的2 號(hào)機(jī)組，由于在軸系裝配過(guò)程未能很好地對(duì)中，因此1 瓦軸振超標(biāo)運(yùn)行3 年。在這3 年中曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)揭缸檢修，但軸系未進(jìn)行重新找中處理，軸振動(dòng)大的問(wèn)題沒(méi)有得到徹底解決，一直困擾著機(jī)組的安全運(yùn)行。

為徹底消除2 號(hào)汽輪機(jī)組1 號(hào)瓦軸振超標(biāo)問(wèn)題，在2013 年6 月決定再次進(jìn)行停機(jī)檢修，首先基于所測(cè)試到的振動(dòng)響應(yīng)，分析軸振超標(biāo)的原因；進(jìn)而根據(jù)誘發(fā)軸振超標(biāo)的各種因素制定具有針對(duì)性的振動(dòng)控制方案；最終對(duì)高、中壓缸進(jìn)行揭缸檢修，消除1 號(hào)軸振超標(biāo)問(wèn)題，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 振動(dòng)測(cè)試與分析

首先要對(duì)2 號(hào)機(jī)組在第一次開(kāi)缸前、第一次開(kāi)缸后及加減負(fù)荷時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而分析振動(dòng)原因。

表1～表3 中1 表示1 號(hào)軸承，2 表示2 號(hào)軸承，X 表示垂直方向，Y 表示水平方向。

表1為2 號(hào)汽輪機(jī)組在第一次大修前的振動(dòng)數(shù)據(jù)，從表1 中可以看出機(jī)組運(yùn)行時(shí)，1 號(hào)軸承軸振X 向80～90 μm，Y 向100～120 μm，1號(hào)軸承振動(dòng)超標(biāo)。一倍頻振動(dòng)所占比重較大，考慮為不平衡引起的振動(dòng)，而且伴隨有較大的2 倍頻分量在測(cè)試2 號(hào)軸承瓦溫度時(shí)發(fā)現(xiàn)其溫度為95℃，遠(yuǎn)高于1 號(hào)軸承瓦溫，軸承載荷不均勻，這些都是不對(duì)中激振的典型故障特征。

表1 2012 年開(kāi)缸檢修前振動(dòng)數(shù)據(jù)

表2 2012 年開(kāi)缸檢修后振動(dòng)數(shù)據(jù)

表3 2012 年大修后變負(fù)荷運(yùn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)

根據(jù)表2 數(shù)據(jù)可知，第一次開(kāi)缸檢修后，不但沒(méi)有解決1 號(hào)軸承振動(dòng)超標(biāo)問(wèn)題，且振動(dòng)幅度更大。一倍頻分量在X 方向略微減小，而在Y 方向上有明顯升高，且相位角發(fā)生了明顯變化。而二倍頻分量振幅升高較大，且在第一次開(kāi)缸檢修后并未對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行重新找中，因此考慮為第一次開(kāi)缸檢修中加劇了系統(tǒng)的不對(duì)中問(wèn)題。另外，在與通頻對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，一倍頻和二倍頻振動(dòng)能量在通頻振動(dòng)中所占比重減小，因此會(huì)存在其他較大振幅的高頻振動(dòng)分量，可能是由于高中壓缸內(nèi)部動(dòng)、靜發(fā)生輕微彈性碰摩或機(jī)械部件松動(dòng)引起的。

通過(guò)分析表3 可知，當(dāng)機(jī)組發(fā)生變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，軸振會(huì)發(fā)生突變現(xiàn)象。系統(tǒng)振動(dòng)與負(fù)荷產(chǎn)生關(guān)聯(lián)是系統(tǒng)發(fā)生非線性振動(dòng)的典型現(xiàn)象，考慮為轉(zhuǎn)靜碰摩、部件松動(dòng)等非線性誘因。

2 振動(dòng)控制措施

圖1 開(kāi)缸后軸承標(biāo)高

表4 軸承揚(yáng)度

通過(guò)上述振動(dòng)分析結(jié)論，制定了一些具有針對(duì)性的振動(dòng)控制措施：1）通過(guò)TDM 系統(tǒng)調(diào)取數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)加裝平衡塊；2）揭高、中壓缸，復(fù)測(cè)汽封及通流間隙并調(diào)整到圖紙要求，消除碰摩；3）如高中、低壓轉(zhuǎn)子中心不正確，重找中心，達(dá)到圖紙要求；4）如中心沒(méi)問(wèn)題，則是軸承問(wèn)題，重點(diǎn)檢查2 號(hào)軸承，使之達(dá)到圖紙安裝要求。

圖2 對(duì)輪結(jié)構(gòu)

表5 高中壓轉(zhuǎn)子與低壓轉(zhuǎn)子對(duì)輪中心mm

根據(jù)電廠#2 機(jī)組2013 年6 月進(jìn)行大修計(jì)劃工作安排，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，對(duì)高中壓轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡塊位置進(jìn)行調(diào)整，將發(fā)電廠動(dòng)平衡孔上平衡塊拆下，加載到制造廠動(dòng)平衡孔，已保證機(jī)組能夠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表6 低壓轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪中心mm

2.1 調(diào)端（1 瓦側(cè)）的調(diào)整

將2012 年10月27 日1 瓦側(cè)4 塊M22 平衡螺塞，每塊約為100 g，全部拆下，原加載具體位置如圖3 所示的逆時(shí)針49°。

新加載位置：在制造廠動(dòng)平衡孔加載5 塊M22 平衡螺塞，每塊約為100 g，共計(jì)500 g，具體位置如圖4 所示的逆時(shí)針90°（質(zhì)量中心）。

圖3 原加載位置

2.2 電端（2 瓦側(cè)）的調(diào)整

將2012 年10 月27 日2 瓦側(cè)4 塊M22 平衡螺塞，每塊約為100 g，全部拆下，原加載具體位置如圖5 中的逆時(shí)針229°。

新加載位置：在制造廠動(dòng)平衡槽加載371 g 平衡塊,具體位置如圖6 中的逆時(shí)針270°（質(zhì)量中心）。

圖4 新加載位置

圖5 原加載位置

圖6 新加載位置

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)振動(dòng)響應(yīng)分析可知系統(tǒng)中存在不平衡、不對(duì)中及轉(zhuǎn)靜碰摩等激振因素。通過(guò)重新加載平衡塊的方法消除了由于不平衡激勵(lì)引起的軸振超標(biāo)問(wèn)題。開(kāi)高中壓缸，將轉(zhuǎn)靜間隙調(diào)整到設(shè)計(jì)要求，從而消除了轉(zhuǎn)靜碰摩引發(fā)的振動(dòng)。調(diào)整軸承標(biāo)高，對(duì)轉(zhuǎn)子重新找中，消除由于不對(duì)中引起的振動(dòng)問(wèn)題。按照本文方法對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行調(diào)控，該機(jī)組軸振已經(jīng)達(dá)標(biāo)，可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。