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第57卷第2期2015年4月汽轮机技术TURBINETECHN0L0GYV0157NO2APR2015汽机发电机组大修调试出现振动的原因分析及处理侯东广西来宾B电厂,来宾546138摘要来宾B电厂2号机在2014年恢复性大修后的开机过程中,在机组冲转过临界转速时,高中压缸前后轴承发生激烈振动。分析了该振动的故障特征和机理,找到引起振动的原因,利用动平衡的手段和方法,解决振动问题,机组轴承轴振动已达到合格标准。关键词汽轮发电机振动;不平衡特征;动平衡方法;消除振动分类号TK2681文献标识码A文章编号10015884201502015504TURBINEGENERATORUNITVIBRATIONANDTREATMENTDURINGTHEOVERHAULCOMMISSIONINGH0UDONGLAIBINBPOWERPLANT,LAIBIN546138,CHINAABSTRACTUNIT2TURBINEGENERATOROCCURREDHIGHVIBRATIONWHILESPEEDUPPASSINGTHECRITICALSPEEDDURINGTHEFINALTHOROUGHOVERHAULCOMMISSIONINGTESTTHEREPORTANALYSISTHEVIBRATIONCHARACTERISTICANDFINDOUTTHEROOTCAUSEAFTERTHEHIGHSPEEDDYNAMICBALANCING,THEHIGHVIBRATIONLEVELHASBEENDECREASED,THETURBINEGENERATORUNITVIBRATIONHADBEENACCEPTABLEKEYWORDSTURBINEGENERATORUNITVIBRATION;UNBALANCECHARACTERISTICANALYSIS;DYNAMICBALANCING;VIBRATIONREMOVABLE0前言广西来宾B电厂法资是我国电力行业BOT项目,安装有两台法国ALSTOM机组装机容量2X360MW。机组采用高中压合缸结构,轴系结构如图1所示,其中,1号一4号轴承采用可倾瓦,5号、6号轴承采用椭圆瓦。图1机组轴系示意图1号机和2号机分别于1999年9月18日及2000年3月10日投入商业运营。按ALSTOM相关维护要求,每6年进行一次低压缸及发电机大修相当于我国电厂B级大修,每L2年进行一次高中压缸及低压缸及发电机的恢复性大修相当于我国电厂A级大修。结合机组运行接近十万小时的实际情况,分别于2013年和2014年对两台机进行了恢复性大修。大修中对高中压转子及低压转子及隔板等进行了喷砂除垢,并对轴系中心重新进行调整。2号机在恢复性大修后的调试期间,机组冲转过临界时,高中压缸前后轴承1号、2号轴承发生较大振动,超过了ALSTOM有关机组冲转过程振动限制,机组被迫停机。冲转过程中现场检查并没有金属摩擦声及其它异常情况,各轴承瓦温及轴承回油正常1振动情况112号机大修后首次冲转时振动汽机轴承振动通频及一倍频数据列于表1、表2摘自TP3000振动在线监测系统,振动高值主要体现在1号、2号轴承,3号6号轴承振动幅值较低。在机组转速在500RMIN、1000RMIN及过临界转速前,振动水平处于平稳状态,最大振动在601XMPP,在冲转到1400RMIN后,1号、2号轴承的水平轴振急剧上升,然后L号、2号垂直轴振也急剧放大,其它轴承振动水平仍然保持较低水平。冲转过临界速度一阶临界转速为1300RMIN一1800RMIN时1号、2号轴承振动过大,已超过ALSTOM相关规定N2900RMIN,轴振动峰一峰值大于180M时停机,机组被迫停机,未能冲转到满速。表1首次冲转过程通频振动数据单位M零1瓦上1瓦一2瓦上2瓦一3瓦上3瓦一4瓦上4瓦一RRAIN50216182925161721135021618282515162LL41000L11629212522L8131006L1143O212622181518311432201791974L42293518371472221902O04】432737收稿日期20140629作者简介侯东1965一,男,广西桂平人,汽机工程师,主要从事汽轮机专业技术管理工作。第2期侯东汽机发电机组大修调试出现振动的原因分析及处理1572振动原因分析根据上述两次冲转出现的振动数据和波特图,分析了该振动的特性及发生振动的原因1冲转与惰走振动曲线呈现重复性。从上述1号、2号轴承冲转及惰走波特图曲线看,其冲转与惰走振动走势几乎相同。如果存在动静碰磨,其被磨部位会出现较高温度,会造成大轴热弯曲;上升过程与降速过程振动波特图会不相同。从上述高度吻合的波特图排除了高中压缸内部碰撞的可能性。2振动频率以一倍频为主。通频幅值几乎等于一倍频幅值,其他倍频分量很小。对于转子不对中引发的振动信号中,二倍频成份一般较明显,现1号、2号轴承振动几乎没有二倍频成份,这就排除了轴系不对中的可能性。振动出现的原因应是高中压转子出现了一阶质量不平衡。同时不平衡的位置应是在高中转子前后轴承跨内。32号机高中压缸是投产运行14年后的第一次揭缸大修,由于机组长期处于高温环境下运行,其转子等部件的结氧化皮非常严重。在恢复性大修过程中,对高中压转子及低压转子进行了喷砂清理。由于支撑架不可转动的关系,喷砂时高中压转子并没有转动。高中压转子出现一阶质量不平衡应与高中压转子喷砂清理不够彻底有关,即由于喷砂清理转子造成其质量不平衡。要消除振动,就要用动平衡的手段和方法把转子平衡好。机组须冲转到3000RMIN以便进行振动计算。3振动处理31振动保护定值修改据ALSTOM有关运行规程“0I”LAI12GGPTO1001要求,在冲转过程转速小于2900RMIN,各轴承垂直振动幅值PP大于140M报警,而大于1801XM时自动跳机。为使机组能顺利冲转到满速,需要适当调整跳机保护值。国际标准与阿尔斯通标准的比较见表5。表5振动国际标准比较注冲转过程该值为180PMPP。A区新调试的机组其振动通常在该区范围内。B区机组在该区域内通常认为是合格的,可以长期不受限制地运行。C区机组在该区域内,对于长期连续运行而言通常认为不合格。在有适当机会采取补救措施前,机组在这种情况下可以运行有限的一段时间。由表5看出,ALSTOM设计的标准较为严格。经过与ALSTOM设计部门沟通并经ASLTOM同意后,把冲转过程N2900RMIN的跳机保护值由180TXM调整到2501XM。由于冲转过程中除1号、2号轴承外,其它轴承振动并不大,因此,只修改1号、2号轴承的保护定值,其它轴承保护定值不改变。同时考虑到大修后高压缸还没有带过负荷,其转动部件还处在冷态,要求除500RMIN及800RMIN暖机外,还增加1300RMIN暖机30MIN。32第三次冲转时振动第三次冲转轴承振动情况列于表6。在1300RMIN暖机半小时后,6瓦水平振动明显下降,其它轴承振动较为稳定。表6第三次冲转轴承振动记录单位MPP33动平衡质量计算及动平衡块安装在不揭缸情况下,没有办法把平衡块加到高中转子跨内,只能选择加在前轴承箱内的高中压转子前端伸长轴与主油泵连接的靠背轮上。根据西安热工院振动专家对机组不平衡质量计算,参考其它电厂经验,在机头短轴与主轴连接靠背轮端面上加平衡块,其影响系数为O80_42。机组满速时最大振动1号一为167ILM154119。按动平衡计算公式计算QQA00平衡块质量Q一AO一15411980L42一1925Z771925_257也就是平衡块质量应为在257。加1925G的重量。考虑到第一次加重慎重意见,选不平衡质量为1100G实际JJLL08626G,位置在机头朝机尾看顺时针方向逆转动方向约250。260。不平衡块就地制作,材料为16MN钢。制作完成平衡块后,边手动盘车边安装平衡块。考虑到将来机组运行安全,平衡块固定螺栓涂LOCTITE272,并用锁片锁固。平衡块安装完成后,投电盘时检查了各轴承振动,与安装前相同。加平衡块后机组冲转各轴承振动记录如表7及表8。158汽轮机技术第57卷机组在满速时的振动水平是合格的。汽机做超速试验时,各轴承振动稳定并没有明显变化。由于不平衡质量在两轴承之间,在不开缸前提下没有办法在不平衡处加平衡块;如果对满速工况进行再次动平衡,恐将会加激影响到机组冲转过临界转速时的振动。综合考虑,决定让机组带负荷运行,继续观察振动变化情况。机组带负荷过程振动数据记录如表9所示,其各轴承振动较平稳。至此,振动处理结束。表9机组带负荷后振动记录单位M4总结机组大修前振动合格,大修后机组启机过程中,尤其是过临界转速时,振动比大修前明显增大,这说明转子的平衡状况有所恶化。在本

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