某电厂上汽1000 MW汽轮机组轴系振动原因探索

运行与维护
Operation And Maintenance
电力系统装备
Electric Power System Equipment
2020年第24期
2020 No.24
上汽公司引入的西门子先进技术理念，在我国已投入生产的汽轮机组中占有80%左右的产量。

在影响汽轮机组安全运行的诸多因素中，振动问题是一个比较普遍的问题。

1000 MW 发电机的轴震动相关的问题，在对上海汽车的状况持续追踪讨论的情况下，找到了问题所在。

并逐步加以解决，为同类机组的振动控制提供了参考。

1 机组概况
由高压、重压、升、两个低压旋转电子、发电机转子和集转环形转子组成。

轴承采用了独特的单轴承“n+1”轴承模式（图1）。

高压转子除了用两个轴承支撑外，重压转子和低压转子都用一个轴承支撑。

发电机的转子是由2个椭圆塔（#6/7）、一个单流环密封式瓦、一个斜坡式塔瓦（#8瓦）支撑的家庭
转换式支架。

图1 轴系布置图
2 问题简介
该装置在每个轴瓦的x 、y 方向设有轴振动测量点，测量值以deh 表示，作为操作参考和监测的综合值。

机组自投入运行以来，轴系振动报警值（复合值）为83 m ，推荐人工停止值为130 m ，轴系存估计较大的振动惠题，其中国6/7 W"电显出支乃轴乃的轴系振动在《警值（70~95 m ）附，集合的波动，热环支乃轴乃的轴系振动始终高于警值》，接近人工停机值。

3 原因分析
（1）未了找出轴系振动的原因，保证其安全性，公司针对这种情况，已安排公司技术人员持续性的跟踪机组运作的状态，特别的关注各种参数在轴系运动时的变化，而油膜压力、轴承温度以及振动数据也是技术人员要关注的重点，并在观察过程中将机组设计跨度同实际安装高度相结合起来，将轴
系状态图画出，这样可以辅助将其振动的原因找出[2]。

根据图2中的曲线，可以明显看出，温度曲线上4、5轴承瓦温度较高表明轴承瓦重载，这与最后一百万机组的设计理念是一致的，因为低压转子较重，使用单轴承支承，重载，轴承设计压力高，温度高是一种正常现象；
6 W 的温度明显低于
7 W 的温度，说明负荷更轻，为6瓦。

对于发电机转子，转子的重量应该均匀地分布在两端轴承瓦之间，这样两端轴承瓦的温度不应该差别太大，过轻的负荷会导致轴承的稳定性下降，容易造成轴承自激振荡[4]。

图2 轴系状态图
6 W 转向工况下油膜压力和油膜压力较低，说明总标高6w 可能较低，导致6 W 与轴径之间有一定的实际接触，两者之间的转速稍有提高，就会有一定的间隙，导致顶轴漏油，这可以在较低的推断下证实6 W 负荷。

8 W 轴承温度明显偏低，低负荷振动大于高负荷振动，说明8 W 负荷过轻，导致稳定性差。

根据基本建设的安装数据，发现下部开孔相对较小。

根据多套机组的安装和维修经验，通常采用增加励磁副下开度的方法来增加集电环轴瓦的负荷，
［摘 要］对于同类型超临界机组基建安装方面必须要对其安装质量进行控制，保证瓦片的标高、密封瓦片和有隙要合格，不能影响到机组运行的稳定性和安全性，这些都是在安装期间注意的问题。

机组安全的难题一直是比较难以解决的，通过对标高、间隙、配重的调整都是可以将此类问题解决的，让机组轴系震动保持良好的运行水准，然后根据新投产机组轴系问题对其跟踪分析其原因，将问题一一解决如，发电机六瓦标高低、密封套磨损、集中电环副下开口小、环转子刚性差等相关问题。

［关键词］上汽；西门子；汽轮机；轴系；振动［中图分类号］TM63 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X （2020）24–0112–02
Investigation on Shafting Vibration of a 1000 Steam Turbine Unit of SAIC
Shang Nian-qing
［Abstract ］For the same type of supercritical units, the installation quality must be controlled to ensure that the elevation, sealing pad and clearance of the tiles are quali fi ed. In order to avoid the vibration caused by the shafting operation and not affect the stability and safety of the unit operation, these are the problems that should be paid attention to during the installation. The problem of unit safety has always been dif fi cult to solve. Such problems can be solved by adjusting the elevation, clearance and counterweight, so that the vibration of the unit shafting can be maintained at a good operating level. Then, according to the shafting problems of the newly put into operation units, the causes are tracked and analyzed, and the problems are solved one by one, such as the low elevation of generator six bearing, wear of sealing sleeve, and downward opening of centralized electric ring pair Small mouth, poor rigidity of ring rotor and other related problems.
［Keywords ］SAIC; Siemens; steam turbine; shafting; vibration 某电厂上汽1000 MW汽轮机组轴系振动原因探索
尚念青
（神华国华寿光发电有限责任公司，山东潍坊 262714）
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从而减小集电环轴瓦的振动。

6、7瓦运行时轴振动大，随机组负荷波动大，有些周期超过报警值，但具有良好的规律性和重现性。

通过振动测试，分析了6、7瓦的振动频谱和特性，得出在6、7瓦时存在一定的摩擦现象，但6瓦的负载对振动的影响较小。

（2）试验情况
为了进一步判断轴系振动是否存在其他影响因素，公司根据机组实际运行情况，分阶段进行了变氢温、变无功功率和变密封油温的试验。

发现发电机组在变频调速和变频调速试验中振动没有明显变化，可以证明发电机组没有热不平衡现象。

在变密封油温试验中发现，随着密封油温度的升高，轴振动6、7瓦有下降趋势，下降幅度大于6瓦。

随着密封油温度的升高，密封瓦间隙增大，从而减轻了摩擦现象，密封油粘度随温度的升高而降低，密封瓦的润滑性也得到改善[5]。

4 处理过程
（1）检修前根据检修策略进行拆卸验证，检修时重点关注低排放和励磁轮对中心。

将其拆卸开来发现具体的数据有一些不同，发现发电机的汽轮机端对轮设计由0-0，设计的数据要求是少于0.10~0.12 mm ，但是发电机实际上却偏低了0.28 mm ，励磁下开口的数据则是0.04 mm 。

结果表明，集电环在激励作用下开度过小，动载荷不足，小轴稳定性差，振动超标。

此外，还发现汽轮机与激励端轴径、密封套接头处有不同程度的磨损，激励端外侧油块塑料齿上有明显的磨损痕迹，这也证明了在6、7瓦时有一定的接触磨损判断。

（2）问题解决后，为了确保有针对性的和有效的，公司又再次对维修计划作出了更加具有针对性的调整。

最终的原理调整方案是在恢复设计值并考虑基础沉降后对轴系进行调整，并留出一定的空间以防止一次调整过大。

根据数据计算，6 W 高程增加0.18 mm ，7 W 高程降低0.85 mm ，8 W 高程降低0.8 mm 。

预期效果是低发射对轮的周长和开口不大于0.02 mm ，激励周长不大于0.02 mm ，开口满足设计值要求。

轴系中心调整确定后，密封套与油档之间的间隙也进行了精细调整。

密封套子的设计间距小（0.34 mm ），应结合轴经度的实际数据进行维修，所以对温度变化很敏感。

为了确保精确度和安全性在加工的时候，该公司将新的密封瓦送回上海发电机工厂。

安排专业的密封瓦特加工人员进行收货工作，严格遵守出厂规范，对每一加工进行全面复检，确保加工规格准确，质量可靠。

安装时，技术人员再次复合，尺寸在合格范围内确保。

在调整槽式小轴的晃动度时，根据工厂说明书，平均将轮螺栓的力矩600 NM ，100 NM/次的周转力增加1100 NM/次，每次增加100 NM 的周转力时，重新测定了同轴度和晃动度，掌握了变化情况。

后来，将房屋转换小轴的晃动度从毛巾前的0.36 mm 调整到了0.055 mm ，因此，无论是0.25 mm 还是更高的设计值，都被要求提高。

5 启动试运及新的问题
运行初期，轴系振动处于良好水平，6/7/8 W 的振动得到
有效控制，各载荷段的最大振动值不大于60 m ，达到优良水平。

然后，经过10天的运行，由于需要更换集热环滑环上磨损的碳刷，8 W 轴的振动逐渐增加。

在此过程中，8W 的振动由50 m 左右逐渐增大到120 m 左右，其它瓦的振动无明显变化。

通过进一步分析，得出主要原因是：
（1）用碳刷取代后，碳刷与滑环的接触面不足，滑环表面的局部热量过大，集热环与转子的局部热量发生偏差，造成一定的热不平衡。

（2）大修理后8瓦的温度仍较低，说明8瓦负荷仍较轻，稳定性较差。

制作公司低档的情况，要通过检查确认。

有空间增加较低的开放值。

（3）集电环转子受材料及尺寸的限制，刚性差，容易受外部因素的干扰。

根据这种分析，房屋转换本身的强度不变，励磁副用品的下端数未经生产厂允许不得超过标准。

因此，为补偿对转子的不均衡，决定增加重量，减少对转子的热量不均衡。

考虑到机组从冲量驶至3000 rpm ，负载偏高的项目条件下，锯刃最大限度减少对机组运行产生负面影响的计算振动数据后决定回转方向为反方向45°，在离决定旋转方向45°的车内加上风扇前端的油罐400 g ，去除该车内的热板，实现汇率不平衡。

当该装置于2018年6月关闭时，经过多次检查以确认相位正确后，在给定方向安装了五个配重块（395.65 g ）。

装置启动后，效果很好。

每种工况下8 W 的振动在50 m 以下，其它瓦的振动在60 m 以下。

从而彻底解决了机组轴系振动问题。

6 结语
总之，本文对上海汽轮发电有限公司某新建1000深入的分析了超超临界机组轴系振动进行了长期的跟踪与研究，结合上海汽轮机发电有限公司的西门子设备畜系设计特点，找出轴系振动的原因，并一一进行勘验处理。

消除了发电机汽端轴瓦低抬高、密封轴瓦冲击、激励对小开度等，以及集电环小轴重等，消除了集电环原有的不平衡，使轴系振动达到优良水平。

为处理同类机组的振动问题提供了很好的参考。

参考文献
[1] 葛丽娟，郝敏，张永.600 MW 汽轮机组轴系振动分析[J].汽轮机技术，2013，55（2）：121-124.
[2] 冯升山，李俊勇.300 MW 凝汽式汽轮机组轴系振动问题原因分析及处理方案.全国发电机组技术协作会.全国火电大机组（300级）竞赛第38届年会论文集[C].全国发电机组技术协作会：中国电力企业联合会科技开发服务中心，2009.
[3] 师诚，孙志新.600 MW 凝汽式汽轮机组轴系振动问题的分析及处理[J].内蒙古电力技术，2007（2）：29-30，42.
[4] 张云忠.某300 MW 汽轮机组轴系振动故障的处理[J].云南电力技术，2005（5）：33-35.
[5] 李星煌.引进型300 MW 汽轮机组轴系振动的改进[J].上海汽轮机，1997（3）：1-9.。