汽轮机辅机振动分析及解决办法

汽轮机辅机振动分析及解决办法

张佳伟

北重阿尔斯通（北京）电气装备有限公司北京100040

摘要：汽轮机辅机在整个发电厂中有重要的地位，辅机的安全运行，才能保证整个发电机组的安全运行，本文主要分析辅机的振动原因及解决方法，针对三螺杆泵，离心水泵及电机在运行中的振动情况，进行振动监测分析与处理。

关键词：三螺杆泵；振动；对轮；离心泵；电机

1液压油系统简介

液压油泵安装在主机润滑油箱上，与润滑油系统公用一个油箱。为汽轮机控制系统提供液压油。机组正常运行时两泵一用一备。恒压阀调节液压油系统油压。液压油泵供给的液压油经过2×100%容量的过滤装置提供给液压系统。

三螺杆油泵

制造商LEISTRITZ介质ISOVG46油

类型（型号）L3MF-070/112IFOKTI-O流动率Q57.5

序列号135868-001最大压力[bar]40

电机

制造商Hoyer额度功率[kW]75

类型（型号）HMC2280S-2电压[V]415

序列号SH563818-001电流[A]122.88

转速[rpm]2960

电压类型ACThreePhase防护等级IP55

2.运行过程中出现的振动问题

现象：因为液压油泵是在主油箱内部的，无法直接测量泵的振动，只能检测电机的振动，振动最大振动4.72mm/s（根据ISO10816-3VibrationSeverityChart振动在D区，振动将引起设备损坏）。

原因分析：振动实时波形显示高振幅通过频谱分析怀疑转动部件松动。

解决方法：在机组停机期间，进行解体检查，发现联轴器内部锈蚀严重；电机端联轴器齿已断裂，联轴器橡胶磨损严重，滑动联轴器轴套键槽损坏，键断裂，主轴键槽位置严重损坏变形，对损坏部件进行全部更换。油泵再启动后振动很小，满足长期运行要求。

总结：应定期检查辅机对轮，特别是对轮里有橡胶的，应定期更换橡胶，定期检查振动情况，分析振动增大原因，好在检修期间更换磨损部件。加强对发电厂的辅机振动检测分析与维护保养工作。

3定冷水系统简介

在大容量的汽轮发电机中，冷却水闭式循环流经定子绕组内的空心导线，将定子组损耗产生的热量传递到机外的热交换器。定子冷却水通过水泵泵出，经由冷却器和过滤器送到发电机，在发电机内分多路通过绝缘的特氟龙软管流向定子绕组内的空芯导线和出水汇流水管。

离心水泵

制造商ALLWEILER介质WATER

类型（型号）CNH-B100-250G-W20流动率Q160m3/h

序列号13012747最大压力[bar]6.5

电机

制造商ABB额度功率[kW]55

类型（型号）M3GP250SMA2IMB/IM1001电压[V]415

序列号3GF13161953电流[A]92.1

转速[rpm]2977

电压类型交流三相电压防护等级IP55

4运行过程中出现的振动问题

现象：电机驱动端振动7.55mm/s.（根据ISO10816-3VibrationSeverityChart振动在D区，振动将引起设备损坏）

原因分析及解决方法：频谱分析一倍频振幅很大，怀疑电机不平衡，联系ABB厂家，返厂进行动平衡处理，ABB厂家进行更换轴承，动平衡处理，返回电厂重新进行安装，对轮找中，试转。电机驱动端振动有所改善，但振动5.33mm/s仍然在D区，振动将引起设备损坏。

电机刚进行了返厂动平衡处理及更换轴承等一系列的检修工作，但带泵运行后振动仍然很大，我们开始怀疑引起振动的原因不在电机本身，可能和泵，对轮找中，基础有关。我们又联系了水泵厂家ALLWEILER，ALLWEILER工程师来到现场对泵与电机进行了解体检修，更换了轴承，并发现对轮间隙太小，只有2mm，要求是5mm，重新对轮找中，试转，电机带泵运转，电机驱动端振动反而更大了，达到了11.58mm/s。

对对轮找中进行复查，通过红外对轮找中，结果是合格的。

电机和泵都进行了检修处理，电机驱动端振动并没有得到改善，我们开始怀疑基础的问题，对基础进行振动测量，发现电机驱动端金属台板相对集装金属台板振动很大，我们开始查金属台板图纸，发现集装金属台板为格栅结构，B电机所处位置下方为中空结构，决定对集装金属台板进行转孔，然后灌浆，已消除中空结构，灌浆结束后，我们再测电机振动情况，振动情况依然没有改善，发现电机金属台板依然振动很大，决定用一个卡子卡住电机金属台板，已减少电机金属台板与集装金属台板间的相对振动。

卡子安装完成后，进行试转，这次的振动结果在B区，最大振动2.91mm/s允许设备长期运行。

总结：辅机的振动原因多种多样，有的来自与设备本身，有的来自于对轮找中，有的来自与基础，应综合分析，逐一排除，确保辅机运行在允许的振动范围内，以防止辅机在高振动下而损坏设备。这台定冷水泵电机振动大的主要原因是，电机与水泵同用一个金属台板基础，坐落在集装的大金属台板基础上，水泵侧的金属台板与集装金属台板有4个地脚螺栓固定，但电机侧的金属台板与集装的金属台板只有非驱动端有2个地脚螺栓固定，这样电机驱动端金属台板容易发生拱背现象，造成辅机金属台板与集装金属台板出现间隙的情况，在辅机运转期间，辅机金属台板振动加大，造成辅机振动增大。这属于设计问题，应在电机驱动端金属台板与集装台板间增加2个地脚螺栓，以加强台板的稳定性。

参考文献：

[1]ABB电机及ALLWEILER水泵说明书

[2]北重阿尔斯通（北京）电气装备有限公司工程指导文件

[3]ISO10816-3VibrationSeverityChart