杭汽NK50 56型汽轮机轴承振动原因分析与处理

杭汽NK50 56型汽轮机轴承振动原因分析与处理

摘要：本文通过介绍郑州裕中能源有限责任公司2×300MW东方汽轮机发电机组配套杭汽小汽轮机在运行中多次发生#2支持轴承振动瞬间增大至125?m （保护动作值）导致小汽轮机跳闸，针对此故障进行了详细深入的分析，并提出小汽轮机在运行中发生此类故障的处理方法：1.支持轴承检查；2.运行参数变化对设备造成的影响；3.支持轴承检修等；以及设备在日常维护中的防治措施。最终使1B小汽轮机安全稳定运行。对同容量同参数，使用同类型设备的汽轮发电机组在检修维护中具有一定的参考价值。

关键词：支持轴承；振动；油膜振荡；治理措施

郑州裕中能源有限责任公司2×300MW汽轮发电机组为东方汽轮机厂生产型号：N300-16.7/537/537--8，型式：亚临界一次中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机，2×50%锅炉额定给水量的汽动给水泵（主给水泵）和一台50%锅炉额定给水量的电动调速给水泵。汽动给水泵拖动方式所配套的小汽轮机是由杭州汽轮机股份有限公司生产的单缸、轴流、反动纯凝式汽轮机。汽轮机型号：NK50/56，进汽压力：0.755MPa，进气温度：335.7℃，排气压力：0.007MPa，额定功率：6000KW。于2006年12月投入运行。2011年4月份1A、1B小汽轮机前后轴封由梳齿式改为蜂窝式加触及式，以减少轴封漏汽量，提高机组真空。

1 动静碰磨产生的振动

2013年3月8日7：08：33----7：15：45，#1机组负荷由253.82MW降至235.07MW，小机转速由4655转/分降至4410转/分，#2轴承X向（水平方向）轴振由0.02242mm升至0.12377mm。7：15：45#1机B小机因#2轴承X向轴振大保护动作跳闸。

解体检查小机#2轴承：1、拆除对轮护罩，2、拆除#2轴承室上端盖。3、拆除#2轴瓦瓦枕，进行瓦枕与轴瓦间隙测量，经测量紧力为0.03mm ，4.测量#2瓦瓦顶间隙为0.30mm瓦口间隙：左侧0.15mm；右侧0.16mm 5、吊出上瓦检查，上瓦乌金面未发现异常。6、架百分表抬轴量0.30mm翻出下瓦经检查，下瓦乌金面轻微磨损，由检修专业人员进行修刮，着色探伤后没有发现有裂纹现象。仔细检查发现油动盘车涡轮动、静密封处有较为明显的碰磨痕迹（如图所示），打磨毛刺恢复正常。7、油档间隙测量左0.10mm右0.14mm上0.22mm下0.07mm 回装过程：金相砂纸打磨轴颈，瓦块顶轴油管及油道油槽进行冲洗。轴承座污油清除面团粘净后，严格要求按检修工艺回装。经排查设备无误后，挂闸启动B小机现场测振0.01mm，机组运行正常。

2 轴封供汽温度异常引起的振动

然而在2013年07月25日11：51，#1机组负荷：212.18 MW，A、B小机并列运行，1B小机转速：4108转/分，#1机B小机#2轴瓦Y向振动由0.0194mm

突然增大0.1257mm，轴瓦温度为50℃，润滑油温48℃，#1机B小机再次跳闸。

在调取3月2、8日及7月25、28日发生异常时运行参数进行比对发现，轴封供汽温度升高必然引起轴承振动增大，在3月2日以后的轴封供汽温度跟踪时发现，每次都呈急剧升高趋势，特别是7月28日竟高达306.6℃，其他参数并无明显变化（见附表）。在对1A、2A、2B小机对比发现，同样存在轴封供汽温度升高引起轴承振动升高趋势，但温度均低于1B小机跳闸时的轴封供汽温度。（经查汽轮机运行规程轴封供汽温度应在120--150℃）

综上所述：轴封供汽温度严重超标是产生轴承振轴的直接原因。轴封供汽温度改变将汽轮机转子与轴封动、静间隙发生改变最终导致轴承振动增大。

3 油膜振荡引起的瞬间振动

2014年5月6日18：34分#1机负荷1机负荷250MW，调取曲线发现B小机#2轴承Y向振动从0.055mm快速上升，18：35 1B小机后轴承Y向振动达0.125mm保护跳闸。5月7日9：50#1机负荷291MW，#2轴承Y向振动再次达到了0.125mm保护动作值。在经历了1B小汽轮机#2轴承振动多次跳闸的打击后，我在冷静思考。1B小汽轮机#2轴承轴振瞬间振动大的真正原因还没有找到。

2014年5月7日晚决定对#2轴瓦再次解体检查，瓦与瓦枕紧力为0.05mm，在检查瓦与轴的间隙为0.42mm.在查阅相关资料后，我大胆决定将#2瓦中分面磨掉0.10mm，轴与瓦间隙由0.42mm减至0.32mm，同时瓦与瓦枕由0.05mm紧力调整为0.05mm间隙，经过20多个小时的紧张抢修。1B小机再次冲转至带满负荷，轴瓦温度没有因间隙减小而升高。而是有效的破解了油膜振荡的形成。截止目前1B小机无论在什么样的工况下在没有出现莫名其妙的振动剧烈变化现象。设备运行稳定。

4 结论

在处理1B小汽轮机#2轴承振动的过程中，虽历经波折，但最终圆满解决。在处理1B小汽轮机#2轴承振动的过程中油动涡轮密封环、轴封供汽温度等因素，存在着偶然中的必然。

参考文献：

[1]施维新，石静波.汽轮发电机组振动及事故[M].中国电力出版社.

[2]徐贞禧.汽轮机设备故障诊断与预防[M].中国电力出版社.

[3]郭延秋.汽轮机分册[S].中国电力出版社.