新庄孜电厂^#2机轴瓦自激振动的诊断及处理.pdf

4 4 安徽电力9 2 0 0 2年第 1 新庄孜电厂# 2机轴瓦自激振动的诊断及处理 淮南矿业集团电力有限公司( 淮南市 2 3 2 0 7 2 ) 周结焱 摘要介绍 了一起汽轮发 电机组异地安装后在 空负荷调试阶段 出现低频振动 ， 根据振 动特征分 析诊 断为轴 瓦自激振动， 通过调整轴 瓦间隙并配合 降低转子扰动 力等办法成功地 消除 了机组振 动， 并对 以后机组的检修 维护提 出了建议 。 关键词汽轮机轴瓦自激振动诊断处理 1 概 述 淮南矿业集 团电力公司新庄孜低热值燃料坑 口电厂 2汽轮发 电机组是 1 9 9 3年从 田家庵 电厂 移装至该厂的， 此前该机组 已在 田家庵电厂运行 三十多年 。该机为上海汽轮机厂 1 9 6 0睥制造 的 N1 2 5型单缸 冲动纯凝汽式汽轮机， 配上海电机厂 制造 的发电机和励磁机。机组轴承布置方式如图 1所示 。 1轴承 为径 向推力联合轴承布置在前轴 承箱上， 2 、 3轴承布置在后下缸上( 中间布置汽 轮机一发 电机联结对轮) ， 4 、 5轴承为直接落地 式轴承。各支持轴承采用的是 圆筒型轴瓦 。 2 振 动特征 圈 1 机组轴 承布置 圈 1 9 9 9年 1 1月， 机组在 新庄孜 电厂安装结束 空负荷调试 时出现振动 问题， 振动特征如下 ： 开机升速过程 中机组转速升至 2 9 3 0 r mi n之 前 ， 各轴承各 方 向振动 正常 ( 不超过 3 5 t m， 在 转 子一阶临界转速下也不超过 5 5 m) ， 并且振动主 要表现为基频振动分量( 基频振动分量 1 x几乎与 通 频振动分量相 等) ， x 2分量 和 2 x分量几乎 为 零 。 继续升速各轴承各方 向振动迅速增加 ， 振 动 仪显示 ， 升速过程 中 x 2分量首先在 5轴承出现 并迅速波及其它轴承。各轴承 1 x分量和 2 x分量 几乎没有变化。 转速达 2 9 3 5 r mi n时， 各轴承垂直 振动均在 6 O m 以上 ， 5轴承 水平振 动 l l O m， 机组被迫降速 。 转速降至 2 9 2 0 r mi n -2 9 3 0 r mi n 时， 各轴承 x 2 振动分量迅速降低至 5 m 以下， 机组振动恢复正常。 重新升速 至 2 9 3 0 r mi n时， 机组振 动再次突 然增加 ， 振动特征 同上。 提高润滑油温， 振动现象没有 明显改观 。 现 场初 步分析 ： 转速低 于 2 9 3 0 r mi n时各轴 承的振动不大 ， 一阶临界转速下的振动也不大 ， 可 见转子不平衡量不大 。 振动仅在高转速 区出现 ， 且 表现为突然增加的低 频振动， 初步分析认 为机组 属轴瓦 自激振动 ， 失稳转速在 2 9 3 0 r mi n附近。 3 消振经过 由于 5轴承 最早失稳 ， 首先揭 开 5轴承 检 查 。检查发现 5瓦上瓦磨损较严重 ， 而下瓦没有 明显磨 痕。 分析认为 5瓦载荷太轻 ， 分两次抬高 5轴承 ， 共抬高 1 8 0 m 后 ， 开机升 速时各 轴承 几 乎同时出现半频振动( 没有先后 时序性) ， 失稳转 速和失稳后的振动则没有 明显变化。 5轴承失稳振动仍较剧烈， 特别是水平振动 达 l 1 5 m， 现场检查发现 5轴承处轴颈径 向跳动 8 O m， 通过调整发 电机一励磁机之间的对轮连接 螺栓的紧力 ， 将该处 轴颈径 向跳 动减 至 2 5 m， 仍 然没有 取得 明显 的减振 效果 。失稳 转速 略升至 2 9 8 0 r mi n-3 0 0 0 r mi n。 为确定 5轴承是否是引起振动的根源 ， 于是 脱开发 电机 与励 磁机 的联结对 轮甩 开励磁 机开 车， 失稳现象仍无变化 。 可见引起振动的根源不全 维普资讯 http:/ 安徽电力) 2 0 0 2 年第 1 期 在 5轴承 。 随后检查 了汽一发对轮 ， 将偏离标 准的汽一 发中心调 整至合格； 通过动平衡试验校正发电机 转子动平衡 ； 调整凝汽器四角支撑弹簧的预紧力， 使后汽缸四角向下膨胀一致。 此三项措施 ( 特别是 前两项) 进 一步降低 了机组的基频振动分量 ， 失稳 转速 略升至 2 0 3 0 r mi n 3 0 4 0 r mi n 。 采用 涡流探头测量开机 时 3轴承处失 稳后 的轴振为 8 o m， 可见轴颈 扰动不大， 处理 问题的 重点转 向轴瓦问隙等提高轴承稳定性方面。 揭瓦检查发现 2瓦的上瓦乌金脱落一块， 并 且 2 、 3瓦的磨痕集 中在上瓦 ， 并测得 3瓦顶部 间 隙为 6 0 0 b t m， 标 准值应 为 4 2 0 m一5 6 0 b t m， 即 1 5 D一2 O D， ( D为轴径) 。通过磨轴瓦水平 中分面的办法将 3瓦顶部间隙降为 3 3 0 m。 考虑 到顶部间隙的减 小会使轴承 回油温度 升高， 同时 扩大 了轴瓦 侧 隙， 并 使 轴瓦 与轴 颈 的接触 角 由 6 O 。 降为 5 O 。 。对 2瓦脱落 的乌金进行 了焊补处 理 。 通过对 3瓦的这些调整处理 ， 开机后机组的 失稳转 速提高至 3 1 0 0 r mi n ， 并且随着 转速 的升 高振动增加 较前几次缓慢 ( 测振仪显示 x Z分量 增加较缓慢) ， 转速升至 3 1 4 8 r mi n时， 5瓦水平 振动达 1 0 0 m， 3瓦垂直振动 8 0 9 m， 停机。 鉴于此次工作有成效， 继续对 2瓦、 4瓦、 5瓦进行 同样工作 ， 将顶部间隙降至 1 1 D1 4 D， 侧隙增加至 1 D， 下瓦与轴颈的接触 角由 6 O 。 减小至 5 O 。 。由于 1轴承失稳振动较其它各轴 承小 ， 没有揭瓦检查调整 。 通过这 些处理 ， 失稳转 速升至 3 2 0 0 r mi n 。 2 、 3 、 4轴瓦润滑油温升较高 ， 是轴瓦顶 隙调小 所致 ， 停机揭瓦检查发现上瓦有轻度大面积磨痕。 鉴于此 ， 进一步 刮深了下瓦油囊 以减小油对轴 的 浮力 。处理后润滑油温升降至正常并且失稳转速 进一步提高至 3 2 1 0 r mi n ， 达到同步器上限转速 。 机组 移 交 6个 月 以后 ， 电厂在 停 机检 修 时 将 1轴承进行 了同样的调整： 降低顶 隙， 扩大侧 隙 ， 减小轴颈与轴瓦的接触角 ， 刮深油囊 。处理后 机组 的转速升至 3 2 5 8 r mi n危急保安器动作时仍 然没有 出现失稳振动。运行半年后揭瓦检查没有 发现轴瓦损坏现象。至此问题彻底解决。 4 分 析与 总结 4 5 ( 1 ) 振动的诊断 根据振动诊断原理 ， 从该 机组 低频振动 的特 点很容易将其 振动性质缩 小在 比较小 的范围， 不 外乎轴瓦 自激振动、 分谐波共振、 汽流激 振三种。 汽流激振只在大容量 汽轮机的高 压转子 上发生， 国内还没有发 生过， 这里可以排除汽流激振 的可 能。如何区分前两种振动?分谐波共振必须在转 子存在 较大不平衡量 的条件下才 可能出现， 从该 机组现场多 次开机情况来看 ， 机组在转子临界转 速下 振动不大 ( 各轴承 均未超 过 5 5 m) ， 任 意转 速下的基频振 幅较小 ， 提示转 子不存在太大的不 平衡量， 加 上发电机转子 校动平 衡后低频振动 问 题没有明显好转， 由此可排除分谐波共 振。 从而可 诊断为轴瓦 自激振动。 机 组 失 稳 转 速 范 围在 2 9 5 0 r mi n一 3 2 0 0 r mi n之 间， 此 转 速下 的半 速 涡 动 转 速 相应 地 为 1 4 7 5 r mi n 一1 6 0 0 r mi n ， 注意到此 转速与 发电机 转子一阶临界转速一致， ( 该机组发 电机转子一阶 临界转速为 1 5 0 0 r mi n ) ， 转子 涡动受到临界转速 放大 ， 这可能是机组失稳后振动急剧上升的原因。 ( 2 ) 消振过程分析 圆筒瓦应用在汽轮机上， 其稳定性 较其 它类 型的轴瓦差 ； 另外， 由于安装原 因， 该 机组各轴承 的轴瓦顶部问隙均在标准上限值附近或超 过上限 值 ； 加之下瓦油囊普遍修刮得不够深， 较浅的下瓦 油囊会增加下瓦瓦面上的油膜浮力 。这些 因素都 会 降低轴瓦的稳定性 ， 并且这些 因素在 各轴瓦普 遍存在 ， 所 以机组在高转速下一旦受 到引起 失稳 的扰动 ( 这种扰动总是不可避免地存 在) ， 低 频振 动几乎同时在所有轴承上激起 ， 导致失稳 ( 抬高 5轴承之前 ， 5轴承表 现为最先失 稳， 抬高 5轴 承后各轴承几乎 同时失稳) 。 为了查找出最先失稳 的轴承， 现场消振人员将测振仪 的采样周期缩 至 最 短( 1秒 ) ， 仍然 无法区别低频振 动在各轴承 出 现的时序 ， 给消振 工作增加了难度 。降低 3轴瓦 顶部问隙取得 明显减振效果后 ， 才找到问题的突 破 口。 现场消振试车过程 中， 5轴承水平振动较其 它轴承大 。 现场曾经对该轴承进行多次检查处理 ， 如抬高 5轴承、 进一步校正发 电机励磁机对轮 维普资讯 http:/ 4 6 安徽 电力 2 0 0 2年第 1期 改进型澄清池在火电厂中的应用 芜湖发电厂( 芜湖市 2 4 1 0 0 9 ) 茅玉林 1 水力循环澄清池缺陷分析 芜湖发 电厂在 I期扩建时 ， 水 的预处理 系统 装有三台 2 4 0 m。 h水力循环澄清池 。该池虽然具 有构造简单、 无机械搅拌设备、 施工容易、 造价低 、 运行 中维护费用及维护工作量都 不大等优点， 但 因其工艺还不完善 ， 尚存有许多不足之处 ： ( 1 ) 反应时间较短。水力循环澄清池第一、 第 二反应两部分容积与分离容积比为 1 5。 8 5 。因 混凝反应主要在第一、 第二反应室进行 ， 反应室容 积偏小 ， 致使 混凝反应 时 间较短 ， 混 凝反应 不充 分。 ( 2 ) 运行效率低 ， 运行不够稳定。在保证 出水 水质的前提下 ， 水力循环澄清池 的效率仅有 5 O 6 O 。出力稍大 ， 出水就浑 ； 另进水水温稍有变 化 ， 出水也变浑 ， 运行不够稳定。 ( 3 ) 运行 中电耗 、 药耗较大。由于上述两个原 因存 在 ， 若 要保证 水质、 水 量 ， 电耗、 药耗就会 增 大。 ( 4 ) 不适用于大水量。 2 水力循环澄清池改进方案 芜湖发电厂在 1 9 9 8年净水 系统技改时， 新建 了一 台 2 4 0 m。 h改进型澄清池。其池体结构在吸 收标准型澄清池优点 的基础上 ， 对局部构造进行 了 改进 。 2 1 改变设计参数 改进 型澄清池设计 出力 为 2 4 0 m。 h； 池子直 径为 1 1 8 m 总高度为 7 2 m； 第一反应 室 出 口流 速采用 3 7 mm s左右 ( 标准池为 6 5 mm s左 右) ， 反应时间为 5 0 s 左右( 标准池为 1 5 3 0 s ) ； 第二反 应室直径 为 3 5 m， 进 口流 速采 用 2 6 mm s左右 ( 标准池为 3 5 mm s左右) ， 反应时间为 2 0 0 s左右 ( 标 准池为 9 0 s左右 ) ； 喉管 的形状 随着喷嘴形式 的改进成 了圆筒状 ， 管 内流 速采用 0 1 8 m s左右 ( 标 准池为 2 0 m s左右) ， 直 径为 1 0 m， 混合反 应时间为 1 5 s ( 标准池为 0 5 0 7 s ) ， 高为 2 8 m， 所以显得高大 ， 其主要 目的是增加反应时间， 增在 旋转力矩 ， 减小水头损失 ， 并求得与第一反应室相 协调的水流速度。改进型澄清池与标准型澄清池 设计参数对比列于表 1 。 中心甚至脱开发一励对轮试 车， 均未取得明显的 效果。 振动学认为 ， 某一个轴承 的水平振动大并不 表明振源在其 附近。只有垂直振动才有此方面的 诊断价值 ， 然而 ， 该轴承 的垂直振动不是最大 。 此次消振过程的前期主要做 了一些降