魏貝

摘要：本文介紹了許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組勵(lì)磁集電環(huán)短軸支撐軸瓦在機(jī)組大修后，由于基礎(chǔ)沉降、軸瓦標(biāo)高變化引起軸瓦振動(dòng)值緩慢增大問(wèn)題的原因分析、處理方案及后續(xù)檢查、調(diào)整的關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：軸瓦;沉降;標(biāo)高;振動(dòng)

一、設(shè)備概況

許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程為上汽引進(jìn)美國(guó)西屋公司350MW亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙排汽、凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組設(shè)計(jì)出力為350.23MW，設(shè)計(jì)主蒸汽壓力為16.67MPa，主蒸汽溫度為538℃，再熱蒸汽溫度為538℃。在循環(huán)水溫度21℃時(shí)，可保證排汽壓力5.3KPa，額定蒸汽流量1062.36t/h。龍崗公司一期1號(hào)機(jī)組、2號(hào)機(jī)組分別于2001年6月、12月投產(chǎn)。

汽輪機(jī)高壓-中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子均為雙軸瓦支撐，相鄰轉(zhuǎn)子相互之間為剛性靠背輪聯(lián)結(jié)。為了使軸瓦運(yùn)行穩(wěn)定，汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子及低壓轉(zhuǎn)子#1、#2、#3、#4軸瓦采用可傾瓦結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)#5、#6軸瓦采用半可傾瓦結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁集電環(huán)短軸#7軸瓦也采用可傾瓦結(jié)構(gòu)。為了防止機(jī)組低速時(shí)轉(zhuǎn)子與軸瓦間發(fā)生干磨擦，低壓轉(zhuǎn)子#3、#4軸瓦設(shè)置了頂軸油系統(tǒng)。推力軸瓦采用中心可自動(dòng)調(diào)整的KINGBURY結(jié)構(gòu)，盤(pán)車(chē)裝置采用轉(zhuǎn)速為3rpm的低速盤(pán)車(chē)。

二、#7軸瓦振動(dòng)偏大問(wèn)題的事件描述

2020年9～11月，許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組進(jìn)行了投產(chǎn)后的第3次A級(jí)檢修，A級(jí)檢修中對(duì)高中壓缸、低壓缸及推力軸瓦、#1-#7支撐軸瓦進(jìn)行了解體檢修。A修后11月份1號(hào)機(jī)組啟動(dòng)，汽輪機(jī)各軸瓦軸振值、瓦振值及軸承金屬溫度均在合格范圍內(nèi)。

2021年2月，1號(hào)機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)值開(kāi)始出現(xiàn)緩慢增大的趨勢(shì)，尤其是#7軸瓦Y向軸振值增大最為明顯，振動(dòng)值增大至93μm，#7軸瓦X向軸振值及瓦振值也同樣有不同程度的增大。

2021年5月，#1機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)值增大情況持續(xù)加劇，Y向軸振值已達(dá)到135μm超過(guò)報(bào)警值（報(bào)警值設(shè)置為125μm）。

1號(hào)機(jī)組#7軸瓦軸振值、瓦振值自2020年A修后啟動(dòng)到2021年5月份，隨時(shí)間變化情況如下表所示：

三、#7軸瓦振動(dòng)值增大問(wèn)題的原因分析

針對(duì)許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)值自A級(jí)檢修后半年開(kāi)始出現(xiàn)緩慢增大的問(wèn)題，我們對(duì)1號(hào)機(jī)組進(jìn)行了振動(dòng)的測(cè)試與頻譜分析，并結(jié)合1號(hào)機(jī)組TDM系統(tǒng)故障原因分析結(jié)果，初步判斷造成#7軸瓦振動(dòng)值緩慢增大的原因?yàn)?7軸瓦標(biāo)高發(fā)生變化，軸瓦標(biāo)高的變化造成#7軸瓦軸頸揚(yáng)度發(fā)生變化，軸系揚(yáng)度不再符合使轉(zhuǎn)子中心連接成一條光滑曲線的要求，從而造成軸系不穩(wěn)定引起軸瓦振動(dòng)值的增大。

而對(duì)于#7軸瓦標(biāo)高發(fā)生變化的原因，我們查閱了許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司全廠建構(gòu)筑物沉降觀測(cè)項(xiàng)目觀測(cè)報(bào)告，報(bào)告中選取了1號(hào)機(jī)汽機(jī)房全周10個(gè)點(diǎn)作為沉降觀察點(diǎn)，以2018年9月份測(cè)量觀察點(diǎn)的高程作為初始基準(zhǔn)。報(bào)告顯示，近三年1號(hào)機(jī)汽機(jī)基礎(chǔ)有一定程度不均勻沉降，詳細(xì)沉降數(shù)據(jù)如下：

沉降值單位：mm

根據(jù)上述報(bào)告中記錄的1號(hào)機(jī)組汽機(jī)房基礎(chǔ)沉降數(shù)據(jù)，可以看出汽機(jī)房#1-10個(gè)觀測(cè)點(diǎn)每年均有不同程度的沉降，以2019-2020年度為例，接近一年的時(shí)間1號(hào)機(jī)汽機(jī)基礎(chǔ)最大沉降點(diǎn)為10點(diǎn)位置，沉降量1.00mm，最小沉降點(diǎn)為4點(diǎn)位置，沉降量為0.20mm。

由此可以判斷，1號(hào)機(jī)汽機(jī)基礎(chǔ)不同位置在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了不均勻的沉降，2020-2021年度，#7軸瓦處沉降量較軸系其它支撐瓦位置的沉降量偏大，從而導(dǎo)致了1號(hào)機(jī)組#7軸瓦標(biāo)高發(fā)生明顯偏大的變化，#7軸瓦軸頸揚(yáng)度下降，致使整個(gè)軸系中心不再是一條連續(xù)光滑的曲線，導(dǎo)致了軸瓦載荷分配不合理、軸系不穩(wěn)定，從而引起#7軸瓦振動(dòng)緩慢增大情況的發(fā)生。

四、處理過(guò)程及結(jié)果

結(jié)合上述對(duì)許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組#7瓦振動(dòng)值緩慢增大的原因分析，我們制定了通過(guò)調(diào)整#7瓦標(biāo)高來(lái)治理軸瓦振動(dòng)值偏大問(wèn)題的方案。按照方案，利用2021年6月份1號(hào)機(jī)停機(jī)檢修機(jī)會(huì)，對(duì)#7軸瓦進(jìn)行了解體、測(cè)量與調(diào)整工作，詳細(xì)處理過(guò)程如下：

（1）1號(hào)機(jī)組停運(yùn)后，調(diào)節(jié)級(jí)溫度降至180℃，主機(jī)達(dá)到停運(yùn)盤(pán)車(chē)的條件，停運(yùn)盤(pán)車(chē)及主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)。

（2）拆除勵(lì)磁集電環(huán)短軸化妝板及#7軸瓦溫度、振動(dòng)測(cè)點(diǎn)。

（3）為防止#7軸瓦解體調(diào)整過(guò)程軸瓦基礎(chǔ)發(fā)生軸向位移的變化，測(cè)量軸瓦解體調(diào)整前與軸瓦后部冷卻風(fēng)扇外殼上、下、左、右四點(diǎn)的軸向距離并做記錄。

（4）拆卸外油擋，解體#7軸瓦上半，測(cè)量調(diào)整前軸瓦緊力、頂隙，翻出#7軸瓦下半，為防止#7軸瓦解體調(diào)整過(guò)程，軸瓦基礎(chǔ)發(fā)生徑向位移變化，測(cè)量軸瓦基礎(chǔ)調(diào)整前油擋洼窩中心，并作記錄。

（5）測(cè)量#7軸瓦軸頸揚(yáng)度，實(shí)測(cè)值為后揚(yáng)1.33mm/m，該揚(yáng)度值與2020年1號(hào)機(jī)A級(jí)檢修后#7軸瓦軸頸揚(yáng)度比較（2020年1號(hào)機(jī)A級(jí)檢修后#7軸瓦軸頸揚(yáng)度為后揚(yáng)1.69 mm/m），發(fā)生了一個(gè)很明顯的減少，說(shuō)明#7軸瓦在A修后運(yùn)行過(guò)程標(biāo)高確實(shí)發(fā)生了一個(gè)較為明顯的降低，這也印證了我們對(duì)于#7軸瓦振動(dòng)增大原因?yàn)榛A(chǔ)沉降造成變標(biāo)高降低、軸系不穩(wěn)定的判斷。

為處理#7軸瓦振動(dòng)偏大問(wèn)題，我們需對(duì)#7軸瓦標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，以恢復(fù)#7軸頸揚(yáng)度符合整個(gè)軸系對(duì)于揚(yáng)度的要求。調(diào)整方案為通過(guò)在#7軸瓦基礎(chǔ)下部加墊片，提高軸瓦標(biāo)高，恢復(fù)#7軸頸揚(yáng)度接近于2020年1號(hào)機(jī)A修后的軸頸揚(yáng)度。具體調(diào)整過(guò)程如下：

（6）松動(dòng)#7軸瓦基礎(chǔ)螺栓，通過(guò)軸瓦基礎(chǔ)下部頂絲，將軸瓦基礎(chǔ)頂起合適的高度，在基礎(chǔ)下部左右兩側(cè)分別加裝0.35mm的不銹鋼墊片。

（7）按照上述所記錄的#7軸瓦解體調(diào)整前距風(fēng)扇上、下、左、右四個(gè)方向的軸向距離，恢復(fù)軸瓦基礎(chǔ)的軸向位置，保證加墊片調(diào)整后軸瓦基礎(chǔ)軸向位置與調(diào)整前一致。

（8）按照上述記錄的軸瓦基礎(chǔ)調(diào)整前油擋洼窩中心記錄，恢復(fù)軸瓦基礎(chǔ)，保證加墊片調(diào)整后軸瓦基礎(chǔ)徑向位置與調(diào)整前一致。

（9）測(cè)量調(diào)整后#7軸瓦軸頸揚(yáng)度，實(shí)測(cè)值為1.66mm/m，該揚(yáng)度值與預(yù)期期望值1.69mm/m接近，不再進(jìn)行繼續(xù)調(diào)整，調(diào)整結(jié)束。

（10）回裝#7瓦下瓦，扣上瓦，測(cè)量軸瓦調(diào)整后軸瓦緊力、軸瓦頂隙值在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

（11）回裝#7瓦上瓦，恢復(fù)#7軸瓦溫度、振動(dòng)測(cè)點(diǎn)，回裝勵(lì)磁集電環(huán)短軸化妝板。

（12）檢修調(diào)整結(jié)束，現(xiàn)場(chǎng)清理。

經(jīng)此次1號(hào)機(jī)#7軸瓦標(biāo)高調(diào)整，我們通過(guò)在軸瓦基礎(chǔ)下部加0.35mm墊片抬高了軸瓦標(biāo)高，增大了軸頸揚(yáng)度。2021年6月份，1號(hào)機(jī)組啟動(dòng)，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)一次成功。啟動(dòng)后機(jī)組帶248MW負(fù)荷情況下，#7軸瓦X/Y向軸振值分別為28.5μm、60.5μm，#7軸瓦X/Y向瓦振值分別為31.6μm、34.1μm。#7軸瓦軸振、瓦振振動(dòng)值均下降至合格范圍，1號(hào)機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)偏大問(wèn)題處理情況理想。

五、結(jié)論與后續(xù)檢查、調(diào)整建議

西屋350MW機(jī)組汽輪機(jī)因汽機(jī)房基礎(chǔ)沉降不均，造成勵(lì)磁集電環(huán)短軸#7軸瓦基礎(chǔ)標(biāo)高發(fā)生變化、軸頸揚(yáng)度下降，該變化使得整個(gè)軸系揚(yáng)度不再滿足轉(zhuǎn)子中心線連接成一條光滑曲線的要求，引起軸瓦載荷分配不合理、軸系穩(wěn)定性降低，造成勵(lì)磁集電環(huán)短軸支撐軸瓦振動(dòng)增大。我們通過(guò)對(duì)#7軸瓦進(jìn)行解體，測(cè)量軸頸揚(yáng)度值，并通過(guò)調(diào)整軸瓦基礎(chǔ)下部墊片，抬高軸瓦標(biāo)高，增大軸頸揚(yáng)度使其滿足整個(gè)軸系對(duì)于揚(yáng)度、轉(zhuǎn)子中心的要求，從而處理軸瓦振動(dòng)值偏大的問(wèn)題。

隨著時(shí)間推移，汽機(jī)房沉降仍在一直發(fā)生，此次調(diào)整后，未來(lái)仍可能再次出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。而有了上述處理的方案及經(jīng)驗(yàn)，我們建議每隔1～2年，結(jié)合機(jī)組等級(jí)檢修機(jī)會(huì)，對(duì)勵(lì)磁集電環(huán)短軸#7軸瓦軸頸揚(yáng)度進(jìn)行測(cè)量，并結(jié)合機(jī)組實(shí)際運(yùn)行狀況，進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，以保證機(jī)組運(yùn)行中勵(lì)磁集電環(huán)短軸支撐軸瓦振動(dòng)值不超標(biāo)，運(yùn)行安全可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程主機(jī)說(shuō)明書(shū)。