1、1加强机组的振动处理以提高其经济效益摘要：国产中小型汽轮发电机组普遍存在能耗高、效率低、经济效益差等问题。本文通过对 50MW 汽轮发电机组轴系振动的原因分析，查明振动是由于轴承座刚度及转子质量动不平衡引起，并采取有效的处理措施，以期提高机组的经济效益。 关键词：汽轮机振动；振动突变；处理措施；经济效益 某热力厂热能电站消耗低热值高炉煤气，实现热电联产，属于该公司节能减排重点项目。该电站 2 号汽轮机发电机组为国内某汽轮机厂生产，汽轮机型号为 C50-8.83/1.27-5，发电机型号为 QFW-60-2。该机组自投产以来，作为煤气发电的主力机组，长期满负荷运行。2009 年初开始，3 号轴承
2、轴向振动处于偏大水平（80Lm） 。2009 年 12 月 10 日机组轴系发生异常振动，严重威胁机组的安全稳定运行。 1、机组振动情况 机组振动故障主要表现在 3 个方面：轴系振动突变、3 号轴承轴向振动偏大和汽轮机过临界振动偏大。 1.1 轴系振动异常 汽轮机发电机组轴系（见图 1）于 2009 年 12 月 10 日 11 时 06 分，在机组带 47MW 负荷正常运行时发生异常。其中汽轮机 1 号轴承的垂直振动由 17Lm 突增至 23Lm，2 号轴承垂直振动由 33Lm 突增至 47Lm；与此同时，发电机 4 号轴承的垂直振动也由 7Lm 突增至 11Lm，而 3 号轴承则由232L
3、m 下降至 30Lm。具体数据见表 1。 1.2 轴系振动突变后的振动情况及 3 号轴承外特性测量数据 汽轮机发电机组轴系振动突变后，1、4 号轴承垂直振动趋于稳定，2 号轴承垂直振动增至 54Lm、3 号轴承垂直振动减至 44Lm 后保持稳定。现场用测振仪对机组各轴承进行了实测，结果见表 2。 由表 2 可知，3 号轴承轴向振动偏大，故对 3 号轴承座外特性进行了测量，测量点见图 2，测量数据见表 3。 1.3 机组启动过临界振动情况 该机组临界转速为 1400r/min，查 DAS 中机组启动数据发现，机组在1425r/min 时 3 号轴承垂直振动最大 124Lm，2 号轴承垂直振动在1
4、507r/min 时出现 124Lm 峰值，可见机组过临界转速振动属偏大水平。 2、振动情况分析 引起汽轮机组振动过大或不正常的原因有设计、制造、安装、检修、运行等多方面。为查清机组振动原因，对其振动故障特征、振动历史数据进行了综合分析。 2.1 2 号轴承振动分析 一般而言，轴系振动突变的机械方面原因有：轴系转子平衡状况突然发生较大变化（常见故障为旋转部件飞脱） 、汽缸进水、摩擦振动、支撑刚度减弱、热弯曲等；电气方面原因有：发电机负序电流变化、电网冲击等。 1）机组带 49MW 负荷正常运行，2 号轴承振动突然上升，其中垂直振动上升 14Lm。查 DAS 曲线，未见与振动密切相关的参数突变，
5、振动突变3时系统上无操作，外部电网、发电机负序电流无变化，基本排除电气及操作因素。 2）对 2 号轴承振幅突增机械方面原因进行了逐一排查：a）2 号轴承振幅突增后相对保持稳定，加之现场听音无显著摩擦声音，排除动静部分擦碰的因素；b）2 号轴承座振动突增的同时，机组负荷、主蒸汽温度、排汽温度及后轴封供汽温度均正常无突然变化，排除蒸汽带水等异常运行故障；c）后汽缸与导板间隙正常，排除了 2 号轴承座支撑刚度变化；d）机组在启动前，盘车过程中偏心值为 1923Lm，静挠度值在规定范围内，运行过程中偏心值也一直处在正常范围内，排除转子热弯曲的可能；e）负荷从 50MW 缓慢降至 35MW，2 号轴承振
6、动无明显变化，现场监测显示为垂直方向振动主频为工频。该类型振动多为轴系质量不平衡所致，可能存在转子旋转部件脱落等故障。为了彻底查明该振动故障原因，决定利用停机过程对机组过临界的振动情况进行检测。机组从额定负荷逐渐减负荷直至发电机解列，2 号轴承垂直振动值一直在 4449Lm 范围内；当转速逐渐减小进入临界区时，2、3 号轴承垂直振动值快速增加，2 号轴承垂直振动值超过 DEH 显示范围（240Lm） ，3 号轴承垂直振动值达到220Lm。基于上述情况，基本可判定振动突变为机械方面原因，即转子存在明显的质量动不平衡。 2.2 发电机 3 号轴承轴向振动故障 由式（1）可知，轴承座某个方向的振动大
7、小与轴承座在该方向的刚度成反比。由表 3 可知，3 号轴承存在显著的差别振动，发电机侧比汽轮机侧大，说明该轴承靠发电机端连接刚度明显降低。 43、检查情况 3.1 汽轮机揭缸检查 汽轮机揭缸后，转子吊出，发现汽轮机转子通流第 14 级叶片断裂脱落 3 根，断裂的叶片卡在 15 级隔板下半静叶栅进汽侧，同级其他叶片均有擦碰痕迹。 3.2 3 号轴承座检查 对其检查发现，轴承座与台板接触不良，电机侧局部间隙达 0.3mm，与之前的分析结果基本吻合。 4、处理措施 4.1 汽轮机转子处理 1）转子吊出，转子清扫检查（动叶片断裂 3 根） ，轴颈检查抛光； 2）转子叶片测频探伤，损伤转子叶片更换，做高
8、速动平衡； 3）隔板清扫检查、汽封检查。 4.23 号轴承座研磨处理 处理措施如下：1）现场研磨 3 号轴承座，轴承座与平板间接触各处0.05mm 塞尺不入，且接触面达到总面积的 80%；2）3 号轴承座台板地脚螺栓紧固，台板地脚螺栓收紧程度在 15b35b 范围内；各只地脚螺栓收紧后，各个沉孔内将螺母与沉孔内壁用厚 20mm 铁板焊接，以防止螺母松动。 5、处理效果 通过以上处理后，该机组于 2010 年 2 月 2 日启动，在整个启动过程中，对各轴承进行了监测。在机组临界转速 1400r/min、正常运行带负荷549.5MW（3000r/min）时，各轴承振动均达到了设计要求，具体数据见表4。 6、结语 通过对 50MW 汽轮发电机组振动监测、分析、判断，及时停机检修，避免了振动的扩大和重大设备事故的发生，相应的提高了机组生产的经济效益。因此，在机组启动和运行中，应密切监视机组振动，一旦出现异常振动或剧烈振动，必须认真分析、及时处理。 参考文献： 1李锋.C50-8.83/1.27-5.QFW-60-2 型汽轮机热力特性J.电机工程学报，2004 2董小忠.汽轮发电机组滑压运行寻优方法的试验研究J.浙江电力技术，2008 3翟培强.汽轮机组经济性的影响J.华电技术，2008 11王运民.汽轮机变工况时各监视段压力与温度的定量计算J.汽轮机技术，2007
