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汽轮发电机组轴承振动大原因浅析

首页 > 新闻中心 > 技术资料    发布时间:2019/8/21 7:23:53 点击量:

  1 机组简介
本项目汽轮机采用中国长江动力集团有限公司生产的NB20-1.6/0.46型汽轮机,为冲动式低压、单缸、单轴、补汽凝汽式汽轮机,额定进汽压力1.5MPa、额定进汽温度290℃、转子一阶临界转速为1916r/min。配套的发电机采用南阳防爆电机集团有限公司生产的QF-20-2型发电机,转子一阶临界转速为1650r/min。
2 振动现象简介
本次冲转采用的蒸汽参数稳定且基本接近额定参数:1.51MPa、261.4℃,但在机组冲转过程中,各轴承振动随着转速的升高在持续增大,当达到额定转速3000r/min时,#3轴承振动162μm(最大)、#4轴承振动152μm(最大),且一直稳定不变,各轴振动见表1。

  由表1知:机组振动严重超标(正常运行值≤126μm),危害汽轮发电机组的安全运行,需尽快处理,降低振动值。
3 振动原因分析
排除测点误报,停机后,检查各测点检验报告、接线线路、安装间隙电压等,均符合规程规范、厂家安装要求,排除测点误报问题,做进一步分析。
汽轮发电机组的振动大一般由以下原因造成:(1)动静部位碰摩振动;(2)油膜建立不稳定或破坏,油膜振动;(3)轴系中心不在同一位置、轴系质量不平衡,动平衡振动。
引起第一项振动的主要因素一般有以下几种:(1)安装时,动静部位的间隙过小,主要有轴瓦与轴承间隙、油挡间隙、发电机风挡间隙、汽轮机叶片与缸体通流间隙、发电机叶轮与定子间隙、汽封凹窝间隙;(2)汽缸受热膨胀受阻,相对转子倾斜。
引起第二项振动的主要因素一般有以下几种:(1)润滑油供油量过小;(2)轴瓦底部油囊油孔卸油;(3)润滑油油温过高或过低;(4)润滑油油质不合格。
引起第三项振动的主要因素一般有以下几种:(1)联轴器找中未合格,轴系中心不一致;(2)进汽蒸汽参数过热度太低或变化频繁,汽轮机转子中心变化;(3)疏水不充分或暖缸时间不足,转子、缸体膨胀未同步;(4)汽封温度过高,凹窝中心上移,轴系中心被破坏;(5)真空、排汽温度过高或过低;(6)轴承座松动;(7)轴承磨损;(8)汽轮发电机组大轴弯曲;(9)联轴器螺栓配重未合格,转子质量不平衡;(10)轮机掉叶片;(11)发电机转子配重块松动或掉落;(12)汽轮机转子质量不平衡;(13)发电机转子質量不平衡。
4 振动问题处理
按照以上所列原因,组织人员进行逐项排查。
(1)安装时,动静部位的间隙过小。
停机后,对各瓦口间隙、轴瓦与轴承间隙、油挡间隙、发电机风挡间隙、汽封间隙等动静部位的间隙全部进行了检查和处理,尺寸在厂家要求的范围内且无碰摩痕迹。
(2)汽缸受热膨胀受阻,相对转子倾斜。
冲转过程中检查汽缸轴向、径向膨胀无阻碍,且相对侧膨胀同步。
(3)润滑油供油量过小。
冲转过程中,各轴瓦温度、回油温度符合要求,其中轴瓦最高温度为#4瓦支撑轴承瓦温61.06℃、回油最高温度为#4瓦57.44℃,且在厂家的指导下,将#4瓦进油节流孔由原设计值8mm扩大至10mm,第二次启机检查:#4瓦轴承最高温度为56.33℃、回油最高温度52.65℃,对振动无影响。
(4)轴瓦底部油囊油孔卸油。
安装时已将各瓦的底部油囊油孔全部焊死,不会卸油。
(5)润滑油油温过高或过低。
首次冲转过程中,对润滑油油温在32℃~47℃之间进行多次调节,当母管油温<43℃后,#4振动略微下降8μm,后续冲转,母管油温都控制在37℃~41℃间。
(6)润滑油油质不合格。
停机后,对润滑油油箱进行清理、各瓦进行翻瓦,仅发现#1轴承处有轻微磨痕且由生产单位对油质进行了检查,符合要求。
(7)联轴器找中未合格,轴系中心不一致。
检查安装单位的原始施工记录,符合厂家要求。并对联轴器螺栓紧固度进行检查,无松动。
(8)进汽蒸汽参数过热度太低或变化频繁,汽轮机转子中心变化。
整个冲转过程,进汽蒸汽参数一直保持未变。
(9)疏水不充分或暖缸时间不足,转子、缸体膨胀未同步。
就地测量疏水管道管壁温度,均>110℃。
(10)汽封温度过高,洼窝中心上移,轴系中心被破坏。
对轴封送汽温度在设计值126℃~190℃范围内调整,各瓦振动无变化。
(11)真空、排汽温度过高或过低。
对真空在设计值-60~-89kPa、排汽温度在设计值56℃~78℃之间调整,各瓦振动无变化。
(12)轴承座松动。
远方瓦振不大,就地测量、感触,无明显振动。
(13)轴承磨损。
翻瓦检查,#1瓦有轻微磨痕外,其他各轴承无磨损,且在翻瓦后进行了处理,第二次启机振动无明显改善。
(14)联轴器螺栓配重未合格,转子质量不平衡。
检查安装单位螺栓配重记录,符合厂家要求。
(15)汽轮机掉叶片。
汽轮机振动不大,就地也未听见异音。
(16)发电机转子配重块松动或掉落。
冲转停机后,打开发电机两端端盖,检查配重块未松动或脱落。
(17)汽轮机或发电机大轴弯曲。
转子热变形引发的振动特征是与转子温度和蒸汽参数有密切关系,大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段,此时转子温度逐渐升高,材质内应力释放引起转子热变形,振动增大。而本次振动大发生在机组冲转阶段,故可排除。
(18)汽轮机、发电机转子质量不平衡。
架设振动分析仪,确定#3、#4轴承振动都集中在1倍频,即质量不平衡引起轴承振动,对发电机平衡块重新进行配重,再次开机,各轴承振动最大值不超过70μm,完全符合厂家及规范要求,能够满足机组安全、稳定运行需要。
5 结语
通过本次机组振动大原因的详细分析,让参与人员对轴承振动有了更深入的理解,也让运行人员懂得如何调整、才能更好地防止机组因振动大跳机。

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