330 MW汽轮机#1轴承轴振大的原因分析及处理

马保会，王春亮，倪涛

(华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204)

1 机组概况

某公司#1机组系东方汽轮机厂生产的D42型330MW汽轮机组，于1993年投产，#1，#2轴承采用可倾瓦。#1机组于2011年进行通流供热改造，改造后#1轴承(即高中压缸前轴承)存在高负荷时轴振增大，振幅波动范围大的情况，在310 MW时轴振出现突升的现象，同类型的#2机组未改造前在高负荷时同样存在类似问题，严重影响机组的带负荷和安全运行。近几年来，为消除#2机组#1轴振大带来的不利影响，采取了缩小轴承顶部间隙、改变高调门阀序、增加#1轴瓦的标高等处理方法，但由于机组未进行大修，#1轴承标高增加受限，所做的处理对消除轴振的效果不明显。

2 振动现象

#2机组多年来一直存在#1轴振大的问题，并且轴振出现突跳特性，在高负荷阶段表现尤为突出，最高时轴振突跳至0.20 mm，轴振保护只能暂时解除才能维持机组的高负荷运行(振动曲线如图1所示)，直接影响机组的安全运行。同类型的#1机组在2011年通流供热改造后也存在类似情况，改造时按照制造厂提供的轴系中心标准对轴系进行了调整，负荷在310 MW以下时机组轴振较小并且稳定，当负荷大于310 MW时，#1轴振快速增大并且波动幅度增大(如图2所示)。

3 原因分析与处理措施

对#1轴承的振动特性进行测量分析，从振动频谱图可以看出:#1轴瓦振动频率在25 Hz左右，振动再现性较强，振动与机组负荷有良好的对应关系，振动特征表现为自激振动特性。由此可以得出结论:#1轴承稳定性差，汽流扰动引起轴承失稳，是造成轴振偏大的主要原因。

3.1 改变进汽方式

当高压缸进汽调门开启顺序不同时，汽流方向不同，会对转子形成不同的扰动力，#1轴承对汽流扰动较敏感。运行机组减少汽流扰动对轴振影响的方法主要是改变高压调节汽门的进汽方式，即调整阀序。阀门对应喷嘴位置为:左上2，右上4，右下1，左下3，旋转方向为顺时针。调取#1机组阀序与机组振动的运行曲线分析:#1机组阀序为1→2→4→3，当#3调门开启时，#1轴振随之增大，#3高调门从汽轮机左下部进汽，由于进汽汽流方向与转子旋转方向一致，对转子产生向上的作用力，使轴承载荷减小，导致轴振增大;修改阀序为3→ 4→1→2，#2高调门自汽轮机左上部进汽，与转子旋转方向相反，对转子产生向下的作用力，能够增加轴承载荷，抑制轴振增大。调整后#1机组#1轴瓦在高负荷区域轴振明显降低，但高负荷轴振波动幅度相对低负荷仍然偏大，说明#1轴承载荷相对较小，抗汽流扰动能力相对较弱(振动情况如图3所示)。用同样的方法调整#2机组阀序，但对消除#2机组#1轴振的效果不明显。

3.2 提高轴承稳定性

提高轴承稳定性，主要采取减少轴瓦顶部间隙，通过调整轴系中心增加#1轴瓦的载荷等措施，在#2机组改造中进行了如下处理。

(1)#1轴瓦检查及顶部间隙调整。检查轴瓦与轴颈及轴瓦垫铁的接触情况，按标准要求进行研磨，调整轴瓦顶部间隙至标准值的下限。

(2)调整中、低压转子中心及#1轴颈扬度。根据#1机组各轴承温度和改造时轴系中心调整数据及#1轴颈的扬度数据，对#2机组#1轴颈扬度和中、低压转子中心数据做了较大调整。#1，#2机组改造后中、低压转子中心及轴颈扬度对比见表1。

图1 #2机组 #1，#2轴振与负荷曲线

图2 #1机组#1轴振与负荷曲线

表1 #1，#2机组改造后中、低压转子中心及轴颈扬度

4 处理效果

2012年11月，#2机组改造后启动，#1轴瓦轴振稳定，高负荷时未出现轴振大的情况(振动曲线如图4所示)，轴振受负荷变动影响较小。改造前#1，#2轴瓦金属温度基本相同，改造后#1轴瓦金属温度比#2瓦高10℃左右，说明#1轴瓦载荷有所增加。

图3 #1机组阀序调整后#1，#2轴振与负荷曲线

图4 #2机组改造后 #1，#2轴振与负荷曲线

5 结束语

汽轮机高中压缸前轴承在整个轴系的最前端，#1轴瓦轴振大是较常见的问题。除通过调整阀序来降低汽流扰动的影响外，增加#1轴颈扬度、增大轴瓦的载荷、提高轴承的稳定性来消除#1瓦轴振大、不稳定的情况是行之有效的方法。不同类型的机组选用的扬度不同，同类型机组处理该问题时可参考本文所提供的数据。

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