汽机发电机组大修调试出现振动的原因分析及处理

汽机发电机组大修调试出现振动的原因
分析及处理
摘要:某电厂2号机在2014年恢复性大修后的开机过程中，在机组冲转过临界转速时，高中压缸前后轴承发生激烈振动。

分析了该振动的故障特征和机理，找到引起振动的原因，利用动平衡的手段和方法，解决振动问题，机组轴承轴振动已达到合格标准。

关键词:汽轮发电机振动;不平衡特征;动平衡方法;消除振动
1案例分析
某电厂按ALSTOM相关维护要求，每6年进行一次低压缸及发电机大修(B级大修)，每12年进行一次高中压缸及低压缸及发电机的恢复性大修(相当于我国电厂A级大修)。

结合机组运行接近十万小时的实际情况，分别于2013年和2014年对两台机进行了恢复性大修。

大修中对高中压转子及低压转子及隔板等进行了喷砂除垢，并对轴系中心重新进行调整。

2号机在恢复性大修后的调试期间，机组冲转过临界时，高中压缸前后轴承(1号、2号轴承)发生较大振动，超过了ALSTOM有关机组冲转过程振动限制，机组被迫停机。

冲转过程中现场检查并没有金属摩擦声及其它异常情况，各轴承瓦温及轴承回油正常。

根据振动主要是一倍频的事实，初步分析了振动过大原因，有可能为:高中压转子质量不平衡、动静部分存在碰磨。

2振动原因分析
根据上述两次冲转出现的振动数据和波特图，分析了该振动的特性及发生振动的原因:(1)冲转与惰走振动曲线呈现重复性。

从上述1号、2号轴承冲转及惰走波特图曲线看，其冲转与惰走振动走势几乎相同。

如果存在动静碰磨，其被磨部位会出现较高温度，会造成大轴热弯曲;上升过程与降速过程振动波特图会不相同。

从上述高度吻合的波特图排除了高中压缸内部碰撞的可能性。

(2)振动频
率以一倍频为主。

通频幅值几乎等于一倍频幅值，其他倍频分量很小。

对于转子不对中引发的振动信号中，二倍频成份一般较明显，现1号、2号轴承振动几乎没有二倍频成份，这就排除了轴系不对中的可能性。

振动出现的原因应是高中压转子出现了一阶质量不平衡。

同时不平衡的位置应是在高中转子前后轴承跨内。

(3)2号机高中压缸是投产运行14年后的第一次揭缸大修，由于机组长期处于高温环境下运行，其转子等部件的结氧化皮非常严重。

在恢复性大修过程中，对高中压转子及低压转子进行了喷砂清理。

由于支撑架不可转动的关系，喷砂时高中压转子并没有转动。

高中压转子出现一阶质量不平衡应与高中压转子喷砂清理不够彻底有关，即由于喷砂清理转子造成其质量不平衡。

要消除振动，就要用动平衡的手段和方法把转子平衡好。

机组须冲转到3000r/min以便进行振动计算。

3振动处理
3．1振动保护定值修改
据ALSTOM有关运行规程“OI”(LAI12GGPT－OI001)要求，在冲转过程(转速小于2900r/min)，各轴承垂直振动幅值(P－P)大于140μm报警，而大于180μm 时自动跳机。

为使机组能顺利冲转到满速，需要适当调整跳机保护值。

国际标准与阿尔斯通标准的比较见表1。

表1振动国际标准比较
A区:新调试的机组其振动通常在该区范围内。

B区:机组在该区域内通常认为是合格的，可以长期不受限制地运行。

C区:机组在该区域内，对于长期连续运行而言通常认为不合格。

在有适当机会采取补救措施前，机组在这种情况下可以运行有限的一段时间。

由表5看出，ALSTOM设计的标准较为严格。

经过与ALSTOM设计部门沟通并经ASLTOM同意后，把冲转过程(N＜2900r/min)的跳机保护值由180μm调整到250μm。

由于冲转过程中除1号、2号轴承外，其它轴承振动并不大，因此，只修改1号、2号轴承的保护定值，其它轴承保护定值不改
变。

同时考虑到大修后高压缸还没有带过负荷，其转动部件还处在冷态，要求除500r/min及800r/min暖机外，还增加1300r/min暖机30min。

3．2第三次冲转时振动第三次冲转轴承振动情况列于表2。

在1300r/min暖机半小时后，6瓦水平振动明显下降，其它轴承振动较为稳定。

表2冲转轴承振动记录
3．3动平衡块安装
在不揭缸情况下，没有办法把平衡块加到高中转子跨内，只能选择加在前轴承箱内的高中压转子前端伸长轴与主油泵连接的靠背轮上。

考虑到第一次加重慎重意见，选不平衡质量为1100g(实际加1086．26g)，位置在机头朝机尾看顺时针方向(逆转动方向)约250°～260°。

不平衡块就地制作，材料为16Mn钢。

制作完成平衡块后，边手动盘车边安装平衡块。

考虑到将来机组运行安全，平衡块固定螺栓涂Loctite272，并用锁片锁固。

平衡块安装完成后，投电盘时检查了各轴承振动，与安装前相同。

各轴承振动稳定并没有明显变化。

由于不平衡质量在两轴承之间，在不开缸前提下没有办法在不平衡处加平衡块;如果对满速工况进行再次动平衡，恐将会加激影响到机组冲转过临界转速时的振动。

综合考虑，决定让机组带负荷运行，继续观察振动变化情况。

机组带负荷过程振动数据记录如表3所示，其各轴承振动较平稳。

至此，振动处理结束。

表3机组带负荷后振动记录
4总结
机组大修前振动合格，大修后机组启机过程中，尤其是过临界转速时，振动比大修前明显增大，这说明转子的平衡状况有所恶化。

在本次大修中只对转子进行喷砂除垢除氧化皮，由此推断是由于喷砂清理不均匀造成转子质量不平衡。

本
次动平衡后，机组在满速情况下振动已满足ALSTOM关于新调试机组其振动值低于80μm的要求，是合格的，但是机组冲转过程中过临界转速振动过大的问题并没有解决。

由于高中压转子不平衡质量在转子跨内，要彻底解决机组过临界转速时振动大的隐患，则需要把平衡块安装在转子中间，需要进行揭缸处理进行动平衡试验。

参考文献
[1]王浩.一次加准法在1000MW汽轮发电机组现场动平衡中的应用[J].中国电力.2016(10)
[2]张海.关于汽机大修调试中振动的原因及处理对策分析[J].科学
家.2016(01)。