660MW机组小机振动高原因分析及处理

660MW机组小机振动高原因分析及处理

马学良 丁峰

宁夏枣泉发电有限责任公司 ，宁夏银川市 ， 750411

摘要：通过对660MW机组小机振动高原因简要分析，再结合本单位两台660MW超超临界机组的小机相关振动高参数进行记录及分析，总结得出小机振动高的一些影响因素并提出一些运行处理方法

关键词：小机振动高 负荷 原因 处理

1、设备简述

我厂每台机组配置一台杭州汽轮机厂制造的WK63/71型给水泵汽轮机，采用单轴单缸、凝汽室、反向双分流、下排汽型式，额定转速5165rpm，额定进汽压力/进汽温度/排汽温度排汽压力1.187MPa/390.4℃/49.4℃/12kPa，可变参数、变功率、变转速。汽源设置三路，启动时用辅汽/正常运行时用四抽/冷再作为高压汽源热备用。小机与汽泵采用挠性联轴器连接。

2、事件经过及处理

自2020年4月29日起，该厂#2小机在相同高负荷下前、后轴承振动逐渐上升，630MW负荷下，前轴承振动1、2已超过报警值80μm，高负荷下小机振动已近跳闸边缘。提取2019年12月至2020年5月23日数据进行对比分析（见各图），其中大部分数据对应的负荷均在630MW左右。

3. 原因分析

1. 相同负荷下（约630MW），前置泵流量、小机转速基本一致，无增大趋势，说明小机内各级做工能力未下降。

2. 低负荷时，小机轴向位移大，小机振动小，高负荷时相反，说明轴向位移随负荷变化。相同高负荷下，小机振动随轴向位移反向变化、与背压同步变化。经分析认为，两侧汽缸做功能力不一致，相同负荷下背压上升时，该差异进一步凸显，导致轴向位移随小机振动同步反向变化。但对比去年12月与今年5月相同高负荷下的轴向位移和振动，可以看出，轴向位移无明显变化，而小机振动明显上升。

3. 相同高负荷下，小机推力轴承温度与轴向位移并无明显关系，且无异常变化，同时对比去年12月与今年5月相同高负荷下，推力轴承温度基本一致。

从上述1）、2）、3）初步判断，叶片无断裂脱落、无明显积盐结垢，通流部分畅通。此外，看历史曲线，小机振动并非突然大幅上升，而是随负荷同步变化或负荷稳定时随背压同步变化，缸内也无明显摩擦或碰撞声，因此，判断无叶片脱落。

4. 因小机轴承坐落于排汽缸上，排汽温度高，会引发缸体变形、轴承座被抬升，相同负荷下，小机振动与两侧排汽温度略微呈正相关（实则与背压相关），与两侧排汽温度差值无关，所以振动高排除此方面的原因。

5. 理论上讲，上下缸温偏差过大，会导致缸体变形、动静部件可能碰磨。相同负荷下，小机振动与缸温偏差无关。因为相同高负荷下，上下缸温差最大达45℃时小机振动并未明显增大，所以振动高排除此方面的原因。

6. 半速油膜涡动因素分析。当小机在2倍的一阶轴系临界转速区域运行时，若轴承油膜失稳，油膜涡动频率正好是一阶临界转速，小机轴系会产生共振。但自5月份以来，小机转速在3000—5100rpm之间，远在一阶临界转速之上，小机振动及汽泵前轴承振动均比较高，但汽泵后轴承振动一直很低，且5月份前振动均正常，润滑油取样各项指标化验合格，所以排除半速油膜涡动因素。

7. 振动测点失准可能已经热工人员排除。

8. 从下图看，小机前后轴承振动、汽泵前轴承振动基本同步变化。同样是630MW，去年12月三处振动值明显小于5月份，且4月29日至5月17日，三处振动值偏差逐渐变大。4月29日加负荷至630MW后，上述振动均上涨至一个较高值后回落，其中小机前后振动保留在较高值水平并呈缓慢上升趋势；而汽泵前轴承振动值回落至12月数值水平，直至5月17日以后随两轮加负荷而成阶跃上涨，整个过程中汽泵后轴承振动基本不变。结合5月26日585MW负荷稳定情况下，小机前后、汽泵前轴承振动两次突然上涨并自动恢复、4月前振动均无异常来看，小机与汽泵联轴器出现损坏、或者小机缸内存在轻微动静碰磨。

综上分析，得出结论如下：

A、小机转子可能存在叶片损伤或有积盐现象，导致转子动平衡失稳变大，这样转速越高、轴系振幅越大，动静间隙变小，产生碰磨；

B、小机与汽泵挠性联轴器出现损坏并持续加重，小机振动出现异常升高；

C、因汽泵与小机属同一轴系，且汽泵前轴承靠近小机，联轴器损坏后带动汽泵前轴承振动异常上升。

4、检修处理结果

#2小机停运检修，发现联轴器挠性叠片损伤严重，联轴器对轮螺母损伤，联轴器筒体存在裂纹。汽泵组找中是以汽轮机转子为基准调整给水泵，检查发现给水泵调整中心限定块出现裂纹，中心数值发生改变、导致振动增大。

修复挠性联轴器并回装找中后，重新投运汽泵组，振动正常。

图1 挠性叠片损伤情况

图2 联轴器筒体损伤情况 图3 联轴器对轮螺母损伤

5、结语

我厂每台机组设置一台汽动给水泵，可满足全负荷运行工况需求。一旦汽泵组出现故障，势必造成机组非停，汽泵组的重要性与主机相同。因此，需要高度重视和保持汽泵组的良好运行工况。运行中要严密监视汽泵组轴承振动变化趋势，发现异常，及早整合运维力量，多方分析确定要因，及时进行处理；汽泵组检修时，要仔细检查轴承、联轴器、叶片、隔板、螺栓、定位块等，严格执行安装工艺，提高安装精度，消除轴系不对中现象，保证机组安全可靠运行。

参考文献：

[1] 沈士一·汽轮机原理 中国电力出版社

[2]胡念苏·汽轮机设备系统及运行 中国电力出版社