浅谈萨拉齐电厂#1汽轮机组异常振动

浅谈萨拉齐电厂#1汽轮机组异常振动

孙士明

（神华神东电力有限责任公司萨拉齐电厂014100）

一、#1机组整体情况概述

萨拉齐电厂汽轮发电机组采用上海汽轮机厂制造的空冷发电机组，型号：NZK300-16.7/538/538(供热机组)。汽轮机型式：亚临界参数、一次中间再热、双缸、双排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机。机组于2011年05月12日正式投产发电，但#1汽轮机在投产后即出现了高中压转子过临界时振动逐渐增大问题，尤其是#1轴承振动幅值最大，为解决#1轴承振动问题，截止至2016年#1机高中压转子先后进行六次配重处理。

二、#1汽轮机历次振动及配重情况介绍

第一次配重：

2011年#1机组投运初期，各轴承振动值稳定正常，但随后的启停机过程中，#1、2轴承过临界时振动明显变大。2011年11月24日，#1机组停机惰走过程中，#1、2轴振过临界振动值达365μm。经专家配重，在高中压转子两侧加重，起机和定速带负荷振动数据均在合格范围内。

第二次配重：

2012年3月，停机过程#1轴振值又达300μm，配重公司在高中压转子中部加重1653.8克，205度方向，加重后启机，过临界和带负荷振动数据都在70μm以内。

第三次配重：

2013年机组运行过程中，工作转速下#1轴振幅值从40μm增大到80μm左右，启停机过临界振动值也逐步增大，幅值由162μ增至247μm。在机组大修时重新在高中压转子中部和两端进行了配重。加重后启机过临界振动值在180μm以内，带负荷振动数据都在60μm以内。

第四次配重：

2014年1月18日，#1汽轮机停机过临界1680r/min时，1X振动幅值达到258um，再次在高压缸转子中部加装平衡块272.1g。2014年2月13日，#1机组汽轮机启动时，#1X过临界时轴振值为141um，带负荷振动值在65μm以内。

第五次配重：

2015年6月7日，#1汽轮机停机时过临界1588r/min时，1X振动幅值达到了288um，2X也达到了149um。在#1机组汽轮机高压转子高压侧加重570克/215度，低压侧加重570克/215度。机组启动时，1662r/min过临界时1X为108um，2X为76um，运行中各轴振均在70μm以内。

第六次配重：

2016年8月29日，#1机组升速至1660转，#1瓦轴承振动大跳闸，具体数值为：#1轴承振动X/Y:295.94um/251.11um，通过现场振动处理专家计算，在高中压转子两侧，编号为3、5、6号孔分别加重290克左右，机组启动过临界及工作转速下轴振均在60μm以内。

小结，#1机组从投产以来在多次启动过程中由于#1、2瓦轴振大发生了跳机现象，对机组的安全运行造成了重大威胁。虽然经过专业公司基本每年一次的现场动平衡工作，但是仍然存在着振动重复性增大的现象。

三、2013年#1机组A修主要情况介绍

2013年2月25日，萨拉齐电厂#1机组第一次检查性A修，4月10日报备，合计检修49天。

1、检修主要发现的问题

1）高中压转子弯曲度大

本次检修过程中测量发现高中压转子弯曲度达到0.145mm，远远超过标准值。

处理情况：

通过对高中压转子中部加配重的方法解决转子弯曲带来的质量不平衡。

2）小轴晃动大

本次检修过程中测量发现主油泵小轴和高中压转子连在一起时晃动大，最大值是0.17mm，晃动值超标，直接影响到汽轮机安全、长周期运。

原因分析：

把主油泵小轴和高压转子连接螺栓脱开，单独测量小轴晃动，最大值是0.02，说明安装过程中小轴与高压转子连接找正存在问题。

处理情况：

用把合螺栓的方法校正小轴，小轴与高压转子连接后重新测量小轴晃动，测量轴头晃动0.03mm，符合要求。

四、2016年#1机组检修情况介绍

（一）08月03日#1机组检修情况介绍

2016年7月31日，#1机汽轮机#2瓦轴振开始随#4高调门快速关回发生轴振超标，最高值达到160μm，随着#4高调门开启后振动值明显下降，8月1日发现#2瓦轴振有明显发展和加剧趋势，经过运行调整无效，汽轮机轴承振动大保护动作跳闸，执行停机操作，#1机转入检修。

（二）08月30日#1机组检修情况介绍

#1机组于08月30日跳机后转扩大性C修，汽轮机全面解体检并就下一步高中压转子弯曲处理、汽封形式改造、油挡改造工作。

本次检修主要开展了以下几个方面的工作：

1、对#1高中压缸、低压缸进行解体检修，全面检查缸内各部件和处理缸内碰磨部位，彻底消除碰磨振动问题。

2、对滑销系统进行全面检查处理，消除汽轮机膨胀不畅影响。

3、对#1、2瓦，主油泵、推力瓦、延伸小轴进行检查处理，消除设备振动造成的隐形缺陷。

4、将高中压转子返厂处理，对高中压转子先做校调，检测转子的实际弯曲程度，并对高中压转子做超声波探伤检测，根据检测结果制定处理方案，消除转子弯曲大的重大设备隐患。高中压转子返厂的同时，与高中压转子相连的主油泵小轴同时返厂，小轴做常规的检查。

机组于11月13日检修完毕后进行启动操作，先后进行了三次启动，均因#1、2瓦轴振较大启动失败。

五、原因分析

机组高中压转子振动具有以下现象及特点：

1.机组冷态启动及定速3000r/min时1、2号轴承轴振动不大，说明冷态下高中压转子平衡状态良好，但工作转速下1号轴承轴振含有一定的2倍频分量。

2.带负荷运行后，1、2号轴承轴振波动较大，除振幅外振动相位也有一定的变化，振动与主汽温度降低和主汽压力升高密切相关，且振动爬升对温降及其幅度越来越敏感，通常及时升温后振动能够回落，但随着负荷升高，振动稳定基值逐渐抬高，振动爬升后振动控制越来越难。

3.热态和温态下转子振动特性与冷态时相差很大。具体表现在：

（1）无论是停机前振动很大还是相对较小，热态停机时惰走通过高中压转子一阶临界转速时振动异常大，且重复性很好；

（2）热态停机惰走时高中压转子临界转速值较冷态启动时的数值降低150～200r/min；

（3）热态停机惰走时在830-850r/min有一明显的振动峰值，主要是2倍频分量，但冷态启机时没有该峰值；

（4）温态（热态）启动时在830-850r/min仍有一个2倍频的振动峰值，但数值较热态停机时的要小些。

4.尽管热态停机时惰走通过高中压转子一阶临界转速时振动异常大，但低转速时1、2号轴颈晃度值不大，与冷态启动时对应的晃度值基本一致。

鉴于以上描述的高中压转子热态下振动与主汽温降或主汽压升的极度敏感（热应力增大）、热态停机过程临界转速下振动异常增大（平衡状态急剧恶化）、热态停机过程临界转速数值明显降低（转轴刚度下降）、热态停机过程和温态（热态）启机过程在830-850r/min产生2倍频峰值（不对称刚度）以及因内应力释放产生的渐变式转子弯曲的弯曲量减小（相反方向的内应力），分析应是转子内部出现某种缺陷，产生很大的应力作用，热态下改变了转子的平衡状态和刚度，这种缺陷可能就是高中压转子已经出现裂纹。

六、临时处理方案

目前萨拉齐电厂#1机组采用华能苏州#1机组（制造单号H156-G09）高中压转子替换萨拉齐电厂#1机组（制造单号A153-11-21）高中压转子。

七、下一步处理方案

计划利用#1机组通流改造机会，对高中压转子进行整体更换。

作者简介

孙士明（1981-09-29），男，汉族，籍贯：山西，职称：工程师，学历：大学，研究方向：汽轮机本体振动。