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1、目 录摘要1关键词1一、 机组概述1二、 现象描述3三、 原因分析8四、 运行中采取的措施8五、 机组 C 级检修期间采取措施9六、 处理结果及原因总结11七、 遗留问题及下步打算11论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 1 -某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析摘 要 本文主要阐述了某厂 1 号汽轮发电机组出现间歇性振动现象后的分析、运行措施的调整验证及停机后的处理过程，并进行总结及遗留问题处理方向。 关键词 汽轮机 间歇性振动 一、机组概述某厂#1 机组为北京北重汽轮电机有限公司生产的亚临界中间再热单轴三缸双排汽冲动凝汽式汽轮机，型号为 N330-17.75/540/540；配以 T25
2、5-460 水、氢、氢冷发电机。该机组的高、中、低压缸均为双层缸，采用薄壁大圆弧过渡窄法兰结构和上缸猫爪支撑结构，无法兰螺栓加热装置。其中高压缸及中压缸采用模块化设计并由制造厂整装出厂；汽轮机前轴承箱、高/中压轴承箱和中/低压轴承箱为落地式结构，低压前、后轴承箱为缸体式结构。高中压缸利用跨过高中压轴承座的两根拉杆刚性连接，高压缸前猫爪与推力轴承座也用两根拉杆刚性相连。该机组由高压转子、中压转子、低压转子、发电机转子及 8 个支持轴承组成（不包括机尾稳定轴承） ，在高、中压缸之间的 2#、3#径向支持轴承间设置推力轴承。各段转子刚性联轴器联接，径向支持主轴承形式均为上瓦不开径向沟槽的椭圆轴承，双
3、油楔，各轴承的失稳转速均在 4000rpm 以上。轴系振动测量为涡流式，每个轴瓦处安装 2 个振动元件（x,y 方向） ，2 个振动元件与大轴垂直平分线上分面成 45夹角。轴系结构简图如图 1 所示。滑销系统中一对横销与一对纵销在中压缸后轴承座中心线形成高、中压缸的绝对膨胀死点。整个汽轮发电机转子以推力盘相对死点为基准，高压转子向前膨胀，中、低压转子向后膨胀。滑销系统如图 2 所示#1低压缸中压缸#2 #3 #4 #5 #6 #7 #8发电机高压缸推力轴承图 1机组轴系结构简图论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 2 -该机组设计临界转速避开工作转速的最小幅度为 15.33%，在额定转速下
4、稳定运行时，轴承箱盖双振幅振动不大于 0.025mm，轴颈上双振幅振动值不大于0.076mm。各转子轴系在通过临界转速时各轴承振动值不大于 0.1mm，轴振动双振幅相对振动值小于 0.2mm。轴系扭振频率及轴系临界转速如下表：轴系扭振频率（Hz）：高压 中压(前) 中压(后) 低压(前) 低压(后) 发电机(前) 发电机(后)23.7 29.8 47.9 118.3 178.2 201 215.8轴系临界转速(r/min) ：名称 高压转子 中压转子 低压转子 发电机转子一阶转速： 2400 2440 1800 1400二阶转速： 4400 4400 4400 3600该机组于 2005 年
5、12 月 27 日第一次并网，2006 年 1 月 20 日通过 168 小时试运并投入商业运营，于 2006 年 4 月进行了首次为期 9 天的 D 级检修，2006年 11 月进行了为期 18 天的首次 C 级检修，2007 年 5 月进行了自机组投产后的第二次 C 级检修，自机组投运至 2007 年 5 月 30 日，共发生非计划停运 6 次，分别是 2006 年 1 月 25 日,一次调频试验发电机跳闸，2006 年 3 月 12 日,因环境温度突降，造成#1 机组主、再热及调节级压力表管冻，1 机组减负荷，锅炉 MFT；2006 年 5 月 19 日,因 3 台电泵润滑油冷却器调节阀
6、气源总门关闭而停机；2006 年 8 月 24 日,因 B 电泵暖泵门泄漏，申请进行停机 48 小时机组消缺。图 2机组滑销系统结构简图论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 3 -2007 年 2 月 28 日，发生“污闪”事故停机；2007 年 5 月 8 日，#2 瓦振动大保护跳机。 二、现象描述：某厂#1 机组自 2006 年 1 月 20 日投运以来，轴系振动各参数正常，各瓦轴振均在 40um 以下，处于优良状态，8 月 13 日，出现第一次#2 瓦振幅升高(超过70um)又回落的现象，从上升到下降至正常值时间为 20 分钟左右，从 9 月 13 日至 10 月 31 日停机进行首
7、次 C 级检修期间，共发生振幅超过 70um 的间歇振动11 次，其中有 4 次振幅超过 76um，最大波动到 82.8um，每次波动过程时间不等，长的时间约 30 分钟，短的时间约 10 分钟左右（见图 3） 。在#1 机组首次 C 级检修期间将高压缸进汽顺序由原来的左下和右下同时进汽左上右上，更改为左下和右上同时进汽左上右下，同时对#2 瓦进行了翻瓦检查，未发现大的缺陷，修后机组重新启动至带满负荷，启动过程中，9月 13日，#2 瓦轴振 X、Y 向振动趋势图 9月 23日，#2 瓦轴振 X、Y 向振动趋势图 10月 2日，#2 瓦轴振 X、Y 向振动趋势图9月 27日，#2 瓦轴振 X、Y
8、 向振动趋势图图 3论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 4 -除 7 号轴承处发生动静碰磨造成振动增大外（后碰磨消失后振动恢复正常） ，其它各瓦振动情况均良好。自 2006 年 11 月 17 日#1 机组 C 级检修后，2 瓦振动频次及幅值随着时间的延长均有所增加，至 12 月 30 日，共发生幅值超过 76um 的振动波动次数达24 次（顺序阀控制方式运行了 5 天发生 7 次，单阀控制下 39 天发生 17 次） ，平均每两天波动一次，此期间振幅最高的在 12 月 13 日 13：57 达到103.6/121.1um；自 07 年 1 月 1 日投运 AGC 后，到 07 年 2
9、月 27 日，共发生幅值超过 76um的振动波动次数达 43 次（顺序阀控制方式运行了 12 天发生 13 次波动，单阀控制下 46 天发生 30 次） ，平均每天波动一次， ，此期间振幅最高的在 2 月 25 日21：50 达到 91.4/104um；2007 年 2 月 28 日，#1 机组发生“污闪”事故，停运约 17 小时，至 3 月4 日，5 天内，虽有间歇性波动，但振幅均未超过 76um，自 3 月 6 日以后，#2瓦轴振基本上每天波动（振幅大于 76um）2-3 次，3 月 24 日后，每天波动在 6-7 次（趋势及频谱图见图 4） ；3 月 30 日至 4 月 9 日，虽因脱硫
10、调试机组负荷基本稳定在满负荷运行，但间歇性振动频次依然是每天发生 4-7 次，每次波动在15-30 分钟，在 4 月 7 日 2X/2Y 增大到 120/136um，4 月 9 日 2X/2Y 最大到125.7/160 um，同时 1X/1Y 最大到 73/105 um。至 5 月 13 日（停机进行机组投产后的第二次 C 级检修） ，逐步增加到每天波动 6-8 次，振幅幅值逐步超过160um，同时，#1 和#3 瓦振幅有时突升较大，最高达到 120um 左右，但有时幅值却变化不大，5 月 8 日 22：52 达到 150/180 um，机组保护动作跳机，惰走中振动正常，00:42 并网，启机
11、后到 5 月 13 日停机，2 瓦振动基本上每天波动一次（振幅超过 150um 的） ，最高达到 166um,有两次振幅超过 140um 持续时间较长，达 2 小时左右。 （相关趋势图、频谱图、级联图、轴心位移图及瀑布图见图5） 。论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 5 -207年 3月 1日 及 207年 3月 13日 机 组 #2瓦 振 动 趋 势 图 及 3月 1日 频 谱 图 207年 3月 1日 及 207年 3月 13日 机 组 #2瓦 振 动 趋 势 图 及 3月 13日 频 谱 图 图 4论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 6 -207年 5月 3日 5月 7日 ，
12、 对 应 负 荷 下 1X/1Y、 2X/2Y历 史 趋 势 图 论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 7 -207年 5月 8日 2瓦 振 动 大 跳 机 ， 2X/Y趋 势 及 频 谱 图 2007 年 5 月 7 日一天内，对应负荷下 1X/1Y、 2X/2Y历史趋势图 207年 5月 8日 2瓦 振 动 大 跳 机 ， 级 联 图 、 轴 心 位 移 图 及 瀑 布 图 论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 8 -在每次振动发生的过程中,进入汽轮机的蒸汽参数都在规程规定的范围内,对轴瓦处听音,没有发现有异常声音, 油温、轴向位移、差胀、总缸胀、瓦温、轴封温度及压力等参数都没有大
13、的变化.2007 年 5 月 8 日 2 瓦振动大跳机，2X/2Y 趋势图及频谱图2007 年 5 月 12 日，2X/2Y 趋势图及频谱图图 5论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 9 -三、原因分析：1.频谱分析a. 从整个振动频谱可以看出，轴振增大的主要分量是工频分量，可以看出 振动是普通强迫振动。b. 在振动增大时，虽以基频为主，但还含有明显的 2x、3x 高阶分量。从频谱特征分析，有明显的动静碰磨特征。2 .现象分析a. 从机组的振幅趋势图看，振动增大是随机的、不定期的出现，并且波动时间 10 到 30 分钟不等，振动主要以基频振动为主，说明振动是不稳定的强迫振动。b. 观察振动
14、从开始波动到结束的趋势图及频谱图，发现整个波动过程中，相位有时发生变化，有时变化不大，也出现了动静碰磨的特征。c. 从机组第一次出现振幅波动到 2007 年 5 月 13 日为止，波动现象一直存在，说明振幅波动和不稳持续了很长时间，符合工作转速下转轴碰磨的振动特征。d. 从几次振幅的趋势图看，振动的增大和消失都存在一定的时滞，而且增大和减少的过程曲线都呈现前倾后弯形状，这种振动特征是发生动静碰磨的显著特征。e. 从#2 瓦振动波动频次在多阀控制下比单阀控制下多的情况分析，也是由于动静碰磨所致。机组在多阀控制下，转子受力不均匀，导致转子与汽缸发生相对偏移，使动静碰磨的可能性大大增加。四、机组运行
15、中采取的措施：结合现象及原因分析，虽能确定本机组的间歇性振动性质为不稳定的普通强迫振动，有明显动静碰磨特征，但具体碰磨原因很不是很清楚，为此，在机组运行期间，从运行方式和参数上进行调整，找寻诱发原因及抑制方法，但效果不大，具体采取措施有：1. 将#1 机组高调门控制方式由顺序阀切为单阀控制，在一定程度上降低了振动发生的频次；同时需要说明的是，#1 机组在 10 月 30 日 C 检之前，机组在顺序阀控制方式时的实际进汽顺序为底部（左下和右下）同时进汽左上进论文某厂#1 机#2 瓦间歇性振动浅析- 10 -汽右上进汽，进汽顺序与#2 机组不同，经咨询北重厂后，在#1 机组 C 检期间，将进汽顺序更改为左下和右上同时进汽左上进汽右下进汽。2. 在#1 机组#2 瓦振动突升时,启动顶轴油泵,交流油泵；从效果上看，在振动大时启动油泵,有时能够起到一点抑制作用，多数情况下起不到作用。3. 将厂用汽系统倒为#1 机冷段供汽，从频次上看，有一定作用，但从幅值逐渐增大的情况看影响不大。4. 定期开启#1 机组高缸第一级疏水，经观察此措施对振动发生的频次和振幅影响不大。5. 提高轴封压力从 36KPa 提升到 45Kpa，效果不是很明显。6. 对#1 机组轴封系统疏水及轴加运行情况进行排
