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        汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動大原因淺析

        2018-03-07 04:56:37夏兵初
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2017年32期
        關(guān)鍵詞:發(fā)電廠

        夏兵初

        摘 要:汽輪發(fā)電機(jī)組是發(fā)電廠的重要生產(chǎn)設(shè)備,當(dāng)其工作狀態(tài)不佳,尤其是機(jī)組振動大,會造成生產(chǎn)效率低下,甚至停產(chǎn),本文是某25MW余熱補(bǔ)汽式節(jié)能機(jī)組軸承振動大的原因分析、處理過程的經(jīng)驗總結(jié),可作為發(fā)電廠生產(chǎn)現(xiàn)場類似故障發(fā)生時的參考。

        關(guān)鍵詞:發(fā)電廠 汽輪發(fā)電機(jī)組 軸承振動大 原因分析

        中圖分類號:TK478 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)11(b)-0084-02

        1 機(jī)組簡介

        本項目汽輪機(jī)采用中國長江動力集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的NB20-1.6/0.46型汽輪機(jī),為沖動式低壓、單缸、單軸、補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī),額定進(jìn)汽壓力1.5MPa、額定進(jìn)汽溫度290℃、轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速為1916r/min。配套的發(fā)電機(jī)采用南陽防爆電機(jī)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的QF-20-2型發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速為1650r/min。

        2 振動現(xiàn)象簡介

        本次沖轉(zhuǎn)采用的蒸汽參數(shù)穩(wěn)定且基本接近額定參數(shù):1.51MPa、261.4℃,但在機(jī)組沖轉(zhuǎn)過程中,各軸承振動隨著轉(zhuǎn)速的升高在持續(xù)增大,當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速3000r/min時,#3軸承振動162μm(最大)、#4軸承振動152μm(最大),且一直穩(wěn)定不變,各軸振動見表1。

        由表1知:機(jī)組振動嚴(yán)重超標(biāo)(正常運(yùn)行值≤126μm),危害汽輪發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行,需盡快處理,降低振動值。

        3 振動原因分析

        排除測點誤報,停機(jī)后,檢查各測點檢驗報告、接線線路、安裝間隙電壓等,均符合規(guī)程規(guī)范、廠家安裝要求,排除測點誤報問題,做進(jìn)一步分析。

        汽輪發(fā)電機(jī)組的振動大一般由以下原因造成:(1)動靜部位碰摩振動;(2)油膜建立不穩(wěn)定或破壞,油膜振動;(3)軸系中心不在同一位置、軸系質(zhì)量不平衡,動平衡振動。

        引起第一項振動的主要因素一般有以下幾種:(1)安裝時,動靜部位的間隙過小,主要有軸瓦與軸承間隙、油擋間隙、發(fā)電機(jī)風(fēng)擋間隙、汽輪機(jī)葉片與缸體通流間隙、發(fā)電機(jī)葉輪與定子間隙、汽封凹窩間隙;(2)汽缸受熱膨脹受阻,相對轉(zhuǎn)子傾斜。

        引起第二項振動的主要因素一般有以下幾種:(1)潤滑油供油量過?。唬?)軸瓦底部油囊油孔卸油;(3)潤滑油油溫過高或過低;(4)潤滑油油質(zhì)不合格。

        引起第三項振動的主要因素一般有以下幾種:(1)聯(lián)軸器找中未合格,軸系中心不一致;(2)進(jìn)汽蒸汽參數(shù)過熱度太低或變化頻繁,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心變化;(3)疏水不充分或暖缸時間不足,轉(zhuǎn)子、缸體膨脹未同步;(4)汽封溫度過高,凹窩中心上移,軸系中心被破壞;(5)真空、排汽溫度過高或過低;(6)軸承座松動;(7)軸承磨損;(8)汽輪發(fā)電機(jī)組大軸彎曲;(9)聯(lián)軸器螺栓配重未合格,轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡;(10)輪機(jī)掉葉片;(11)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子配重塊松動或掉落;(12)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡;(13)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。

        4 振動問題處理

        按照以上所列原因,組織人員進(jìn)行逐項排查。

        (1)安裝時,動靜部位的間隙過小。

        停機(jī)后,對各瓦口間隙、軸瓦與軸承間隙、油擋間隙、發(fā)電機(jī)風(fēng)擋間隙、汽封間隙等動靜部位的間隙全部進(jìn)行了檢查和處理,尺寸在廠家要求的范圍內(nèi)且無碰摩痕跡。

        (2)汽缸受熱膨脹受阻,相對轉(zhuǎn)子傾斜。

        沖轉(zhuǎn)過程中檢查汽缸軸向、徑向膨脹無阻礙,且相對側(cè)膨脹同步。

        (3)潤滑油供油量過小。

        沖轉(zhuǎn)過程中,各軸瓦溫度、回油溫度符合要求,其中軸瓦最高溫度為#4瓦支撐軸承瓦溫61.06℃、回油最高溫度為#4瓦57.44℃,且在廠家的指導(dǎo)下,將#4瓦進(jìn)油節(jié)流孔由原設(shè)計值8mm擴(kuò)大至10mm,第二次啟機(jī)檢查:#4瓦軸承最高溫度為56.33℃、回油最高溫度52.65℃,對振動無影響。

        (4)軸瓦底部油囊油孔卸油。

        安裝時已將各瓦的底部油囊油孔全部焊死,不會卸油。

        (5)潤滑油油溫過高或過低。

        首次沖轉(zhuǎn)過程中,對潤滑油油溫在32℃~47℃之間進(jìn)行多次調(diào)節(jié),當(dāng)母管油溫<43℃后,#4振動略微下降8μm,后續(xù)沖轉(zhuǎn),母管油溫都控制在37℃~41℃間。

        (6)潤滑油油質(zhì)不合格。

        停機(jī)后,對潤滑油油箱進(jìn)行清理、各瓦進(jìn)行翻瓦,僅發(fā)現(xiàn)#1軸承處有輕微磨痕且由生產(chǎn)單位對油質(zhì)進(jìn)行了檢查,符合要求。

        (7)聯(lián)軸器找中未合格,軸系中心不一致。

        檢查安裝單位的原始施工記錄,符合廠家要求。并對聯(lián)軸器螺栓緊固度進(jìn)行檢查,無松動。

        (8)進(jìn)汽蒸汽參數(shù)過熱度太低或變化頻繁,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中心變化。

        整個沖轉(zhuǎn)過程,進(jìn)汽蒸汽參數(shù)一直保持未變。

        (9)疏水不充分或暖缸時間不足,轉(zhuǎn)子、缸體膨脹未同步。

        就地測量疏水管道管壁溫度,均>110℃。

        (10)汽封溫度過高,洼窩中心上移,軸系中心被破壞。

        對軸封送汽溫度在設(shè)計值126℃~190℃范圍內(nèi)調(diào)整,各瓦振動無變化。

        (11)真空、排汽溫度過高或過低。

        對真空在設(shè)計值-60~-89kPa、排汽溫度在設(shè)計值56℃~78℃之間調(diào)整,各瓦振動無變化。

        (12)軸承座松動。

        遠(yuǎn)方瓦振不大,就地測量、感觸,無明顯振動。

        (13)軸承磨損。

        翻瓦檢查,#1瓦有輕微磨痕外,其他各軸承無磨損,且在翻瓦后進(jìn)行了處理,第二次啟機(jī)振動無明顯改善。

        (14)聯(lián)軸器螺栓配重未合格,轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。

        檢查安裝單位螺栓配重記錄,符合廠家要求。

        (15)汽輪機(jī)掉葉片。

        汽輪機(jī)振動不大,就地也未聽見異音。

        (16)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子配重塊松動或掉落。

        沖轉(zhuǎn)停機(jī)后,打開發(fā)電機(jī)兩端端蓋,檢查配重塊未松動或脫落。

        (17)汽輪機(jī)或發(fā)電機(jī)大軸彎曲。

        轉(zhuǎn)子熱變形引發(fā)的振動特征是與轉(zhuǎn)子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關(guān)系,大都發(fā)生在機(jī)組冷態(tài)啟機(jī)定速后帶負(fù)荷階段,此時轉(zhuǎn)子溫度逐漸升高,材質(zhì)內(nèi)應(yīng)力釋放引起轉(zhuǎn)子熱變形,振動增大。而本次振動大發(fā)生在機(jī)組沖轉(zhuǎn)階段,故可排除。

        (18)汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。

        架設(shè)振動分析儀,確定#3、#4軸承振動都集中在1倍頻,即質(zhì)量不平衡引起軸承振動,對發(fā)電機(jī)平衡塊重新進(jìn)行配重,再次開機(jī),各軸承振動最大值不超過70μm,完全符合廠家及規(guī)范要求,能夠滿足機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行需要。

        5 結(jié)語

        通過本次機(jī)組振動大原因的詳細(xì)分析,讓參與人員對軸承振動有了更深入的理解,也讓運(yùn)行人員懂得如何調(diào)整、才能更好地防止機(jī)組因振動大跳機(jī)。endprint

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