汽轮机组椭圆瓦振动偏大的原因及处理

汽轮机组椭圆瓦振动偏大的原因及处理 汽轮机组椭圆瓦振动偏大的原因及处理 1 设备概况 某厂?期安装了2台型号为N300-16.7/538/538的亚临界一次中间再热单轴双 缸双排汽凝汽式汽轮机，高、中压转子与低压转子的连接，低压转子与发电机转子，以 及发电机转子与励磁机转子的连接均采用刚性联轴器，且对轮之间采用了止口配合。机 组的轴瓦型式为：1，2号瓦为可倾瓦，3号瓦为3瓦块结构，4号瓦为圆柱瓦，5～8号均为椭圆瓦。 2 1号机7号瓦振动偏大的有关情况 2003-12-07，晚班1号机开机并网后，7号瓦轴承盖振动出现异常变化，12月8日03:00～11:00间，多次出现振幅波动，并伴有尖峰值出现，且振幅尖峰值有逐步增大的 趋势，在10:06的一次尖峰值出现时，7瓦振动达50.9 祄,超过了50 祄的报警线，运行和检修人员及时做了如下调整： (1) 适当调高机组润滑油温、油压； (2) 适当降低机组低压轴封进汽温度； (3) 提高发电机密封瓦密封油进油温度、改变发电机氢气温度； (4) 检查并紧固7号瓦轴承座与台板的固定螺栓。 进行了上述调整后，7号瓦振动没有出现好转。12月14日利用1号机停机消缺的机会对7号瓦进行了翻瓦检查，发现7号瓦上瓦正上方靠电端有10%左右存在裂纹和脱胎的现象。 当时仅仅认为瓦的质量存在问才导致振动出现异常，因而没有进行深层次分析， 只是对7号瓦上瓦进行重新浇铸，下瓦进行修刮处理。后在开机并网的过程中发现7号瓦振动的现象基本上与检修前差不多，只是峰值没有达到报警值而已。在以后的运行中 7号瓦振动很不稳定总是出现振动偏大的现象。 2004年5月该厂利用1号机扩大性小修机会，再次对7号瓦进行了翻瓦检查，发现 的缺陷与上次翻瓦的情况一模一样。 3 产生振动偏大的原因分析 3.1 测量发电机转子在充氢前后高差的变化 在1号机扩大性小修停机排氢前后测量发电机转子的高差变化。具体的步骤如下： (1) 通过短时停盘，拆卸发—励对轮连接螺栓，使励磁机转子与主机转子脱离； (2) 将百分表座固定在发电机转子的保护罩上，表针指在发电机转子靠励端的靠 背轮上，并且将百分表指针的起点做好记号，百分表的读数总是在起点的位置； (3) 在排氢前发电机保持0.28 MPa以上的充氢状态，切断主机冷油器和密封油冷 却器冷却水，使润滑油温和密封油温上升到50?左右并维持基本稳定(可以考虑投主油箱电加热)，保持1 h，使整个轴瓦得到充分加热。在盘车状态下记录百分表在发电机转 子靠背轮上固定点(已做记号的点)的数值，结果为4.50 mm； (4) 在机组完全冷却，润滑油温降至室温，发电机排氢完毕，卸压为0后，记录百分表在发电机转子靠背轮上固定点(已做记号的点)的数值，结果为4.34 mm； (5) 在机组完全冷却，停盘，发电机排氢完毕，卸压为0后，再次启动顶轴油泵后测量发电机转子的顶起高度。根据百分表的读数，发现顶轴油泵启动前后有0.065 mm的变化，即顶轴油泵运行后发电机转子的顶起高度为0.065 mm。综合上述测量数据，可知发电机转子在充氢前后有0.095 mm(4.50-4.34-0.065)的变化，即发电机转子在充氢 后被抬高了0.095 mm。 3.2 7号瓦的缺陷分析 (1) 找发—励对轮中心时都是按厂家提供的“0”对“0”的找的，实际上发电 机转子在充氢前后及油温变化前后都有变化，通过上述方法的测量，得出了发电机转子 在充氢前后有0.10 mm左右的变化量。因此机组在运行状态下就会造成励—发对轮中心 不对正，在励—发对轮中心不对正的情况下，就会引起对轮的两端面偏斜使两转子在运 行状态下不成一直线，在高速下会使对轮处的晃度增加，从而产生了不平衡的离心力。 在这种不平衡的离心力作用下造成7号瓦振动偏大。 (2) 励磁机转子存在质量不平衡。当励磁机转子在高速旋转时，在本身的不平衡力 或某些外力的作用下，使励磁机转子在某处的质量中心发生偏移而产生不平衡的离心 力。当这种不平衡的离心力作用在7号瓦上时，就会造成7号瓦振动偏大的现象。 (3) 励—发对轮在运行一段时间之后容易发生对轮松动(螺栓的套装紧力不够)。当负荷增加时，由于传动力矩增加使对轮在紧力不足的情况下产生偏移，从而产生附加的 不平衡力，当这种不平衡力作用在7号瓦上时，就会引起7号瓦振动偏大。在每次检修 励—发对轮时都发现对轮螺栓松动现象。 (4) 7号瓦是椭圆瓦，虽然这种形式的瓦承载能力及稳定性较好，但其对中性较差， 当励磁机转子在7号瓦内发生倾斜时，由于瓦本身不能及时跟随转子的变化而变化，这 样就造成了励磁机转子对7号瓦上瓦靠电端处存在一个撞击力。当氢压、油压、油温、 负荷等因素发生变化时，就引起励磁机转子在7号瓦内的倾斜度同时发生变化，造成励 磁机转子对7号瓦上瓦靠电端处的撞击力发生变化。在这种交变的撞击力作用下，造成 7号瓦上局部产生裂纹和脱胎，同时引起7号瓦的振动偏大。 4 处理措施 4.1 改变励—发对轮中心数据 将励磁机转子抬高0.06～0.08 mm，实际上将其抬高了0.075 mm。这样找中之后， 在运行状态下励磁机转子与发电机转子基本上在一条轴线上，因而消除了由于中心不正 所产生的不平衡的离心力。 4.2 在励磁机转子两侧加了平衡块 利用测振仪检测确定励磁机转子质量不平衡所产生的离心力相位。在产生离心力相 位的对面进行加重，使所加重量产生的离心力抵消由于励磁机转子质量不平衡所产生的 离心力。 4.3 加强励—发对轮及对轮螺栓的检修工艺和检修质量 清理并修复对轮上及对轮螺栓孔内的毛刺及其它缺陷；清理对轮连接螺栓，并对每 个对轮螺栓进行称重，使对称处螺栓的重量基本上相等；紧固对轮螺栓时，用力均匀并 且紧固牢固，对轮螺栓的防松动装置牢固可靠；加强对励—发对轮的同心度测量，使励 —发对轮的同心度严格控制在制造厂的设计范围之内。 4.4 加强7号瓦的检修工艺和检修质量 7号瓦在每次检修都发现有些数据与制造厂的设计参数存在差异，反映出检修工艺 和检修质量不良。在1号机小修期间，加强了7号瓦检修工艺和检修质量，并严格按照质量标准执行。 5 结束语 7号瓦振动偏大是励—发对轮在运行状态下中心不正及励磁机转子的质量不平衡等 原因造成的。制造厂在设计励—发对轮中心值时可能没有考虑发电机转子在充氢前、后 有0.10 mm左右的变化，因此在检修和安装设备时不仅要严格按质量标准来施工，更要 考虑机组在运行工况下的变化情况。