某电厂机组A给水泵汽轮机振动问题分析处理.docVIP

湛江发电厂3号机组A给水泵汽轮机振动问题的分析处理 ? ? 钟达红1，关南强2，鲁周勋2 ? （1．湛江发电厂，广东湛江 524099；2. 广东省电力试验研究所，广东 广州 510600） ? ? 摘要：叙述了湛江发电厂3号机组A汽动给水泵汽轮机2号瓦振动问题的分析及处理的整个过程，指出造成2号瓦振动大的主要原因是不平衡及轴瓦刚性差。解决的办法是对转子进行动平衡和更换轴瓦。 关键词：给水泵汽轮机；振动；动平衡 ? 1 给水泵汽轮机及振动情况简述 湛江发电厂3号机组A给水泵汽轮机是东方汽轮机厂生产的G3.6-0.78型单缸、单轴凝汽式汽轮机，它是为驱动300 MW机组配套的50%容量给水泵而设置的，其轴系简图如图1所示。该机自1999年6月投产以来一直存在2号轴瓦振动大的问题，轴振最大达到100 μm，瓦振最大达190 μm。该机的轴振动报警值设定为80 μm，跳机值为130 μm，无瓦振保护。经过数月的振动测量及分析，最后通过转子现场动平衡、三次更换轴瓦、调整轴承间隙及轴承座刚度的方法降低了振动，满足了安全运行的要求。 ? ? A给水泵汽轮机的主要参数：工作汽源（额定参数）339 /0.786 MPa；高压辅助汽源537 /16.67MPa；额定转速5337r/min；运行转速范围为3 100～5 900 r/min（6 327 r/min脱扣）；一阶临界转速2 620 r/min（设计值），二阶临界转速9 233 r/min（设计值）。汽轮机与给水泵的联接通过齿形挠性联轴器。 2 振动原因分析及动平衡 2.1 振动原因分析 A给水泵汽轮机2号瓦为可倾瓦，由5块能在支点上自由倾斜的弧形瓦块构成，轴承座落在排汽缸上。该瓦在试运过程中就发现轴振较大,在5 800 r/min时，轴振为80 μm，已达报警值；其水平瓦振高达170 μm，与瓦座相连的排油管道及盘车电机等也产生了剧烈振动。振动使轴承箱螺丝松动，严重影响了机组安全运行。由测量的数据看，2号瓦振及轴振在低速下较小，而在转速升到5 000 r/min后，振动开始加大，表1列出了某次测量得到的一组数据。由频谱分析看，其振动成分主要为一倍频（图2所示）。可以看出，转子存在不平衡，决定首先通过动平衡来减小2号瓦处的轴振，然后再设法消除2号瓦的水平瓦振。 ? ? ? 2.2 转子的动平衡 根据给水泵汽轮机转子的特点及振动特点，先试加重120 g，相角∠180°。加重面在2号瓦处的末级叶轮的平衡螺孔中，其半径为324 mm。加重后测量的振动结果如表2所示。可见，试加重后振动变化较大，且通过临界转速时轴振超过100 μm。 ? ? 根据原始振动及试加重后的振动值，计算得到调整质量及相角分别为40 g和∠58°。表3示出调整加重后的振动数据。由结果看，这次加重效果很好，轴振在整个转速范围内变化较平稳，且小于50 μm。但2号瓦水平振动变化不显著。 ? ? 2.3 2号瓦振动原因分析 动平衡消除了轴振，并不能消除瓦振。经过分析认为2号瓦水平振动大的主要原因在于该瓦水平方向刚度较差，致使其与排油管道等相连部件产生了共振（在5 500～5 700 r/min范围内有一个共振区）。通过对轴承座及其相连的排油管实施加固、检查对中等措施后均未凑效，最后决定更换2号瓦以增加其刚度。 3 第一次更换2号瓦后振动情况 3.1 振动现象 1999年12月，对3号机A给水泵汽轮机2号瓦进行换瓦处理，轴瓦上顶隙由0.30 mm调整为0.38 mm。换瓦后初步运行发现，A给水泵汽轮机在转速达4 900 r/min后， 1号、2号轴振迅速上升，在4 916 r/min时，2号轴振最大为155 μm。表4为开机时测量的数据，此次测量解除了A给水泵汽轮机的振动保护。 ? ? 图3示出了2号瓦轴振的频谱级联图。由图3可见，1×分量不大且较稳定，2×，3×分量较明显，还出现了0.5×分量，由测量结果及数据分析得出结论：转子的不平衡量很小；换瓦后的转子的对中状况较差；2号瓦的轴瓦稳定性较差，轴瓦可能已磨损。根据上述结论，决定对A给水泵汽轮机2号瓦揭瓦检查。 ? ? 3.2 揭瓦检查的结果 1999年3月1日3号机组停机后，对A给水泵汽轮机2号瓦进行揭瓦检查，发现两块下瓦乌金均已严重磨损，其中一块已露出部分铁胎底（两块下瓦均装有轴瓦金属温度测温探头），经测量2号瓦处转子中心下沉约730 μm；上瓦三块，中间一块磨损较严重，两侧瓦块只稍有磨损；轴项表面尚光滑，未发现有较深磨痕。2号瓦侧轴封片略有磨损。1号轴承结构与2号相同，经检查只有一块下瓦略有划痕，其它完好，于是将2号瓦全部更换。揭瓦后的检查结果和停机前的振动诊断基本相符，乌金严重磨损致使转子中心下沉730 μm，虽然使用的是弹性联轴器，但其补偿是有限的，故出现转子对中不良。