机组振动论文

洛阳华润热电有限公司机组历次振动情况李建党马凯（洛阳华润热电有限公司，河南洛阳471900）摘要：我司汽轮机自投产以来发生过多次振动，几乎每次都不相同，相继发生2004年6月和8月#2机两次出现调节级断叶片事件，2005年2月14日#1机大修时发现调节级叶片断裂一组（两片）、第2、3、4、5级叶片均有不同程度的磨损;2010年4月份#1机A修后，#1机三瓦轴向振动260um，2012年10月#1机#1瓦x向振动达178um，2013年4月#2机启动后#1瓦x向振动达到168um，2014年6月#1机大修后启动发现#1机带45mw#1瓦x向振动达206um等等，每次发生的振动都是由于不同的原因。关键词：振动、台板、轴瓦间隙、阀序、油压、油温、油膜压力、运行参数。0引言我司汽轮机自投产以来发生过多次振动，每次的原因都不尽相同，但分析判断都得从最基础的多方面分析判断振动的原因，查找振动的根源。找到消除振动的办法。1振动原因分析1.1改变阀序判断是否是负荷分配问题。如2012年9月8日我公司对#1机一瓦X向振动大进行分析，测振、检查油膜压力，分析后发现#1瓦负荷分配偏小，调整#1机配汽方式，将#1,、#4调门全开将#2、#3调门关闭，带55MW负荷振动#1瓦X向振动有168um降至106--109um。负荷55MW供热为0t/h#1瓦#2瓦#3瓦#4瓦XYXYXYXY10677505266308894转子圆周受力情况：切向力大于向心力，所以关#2、#3调门效果明显。1.2改变油压、油温、启动顶轴油泵判断是否油膜震荡。如果改变上述数据无变化，油膜震荡的可能性基本上排除。1.3检查瓦的基础台板振动是否存在不稳定现象，对比以前测振记录，检查变化情况，如果基础台板振动偏大几乎等于瓦体振动应检查是否由于基础垫铁松动变化，如果垫铁松动需要检修机会把原来的垫铁基础重新打掉，调整固定垫铁重新灌浆浇筑。1.4检查振动轴瓦垫铁的接触情况，是否轴瓦垫铁接触情况不好，存在间隙，导致不稳定的振动。另外瓦的各部间隙对轴瓦的振动影响也较大，检修时轴瓦的侧隙和顶隙要符合图纸要求，一般为轴瓦直径的1-1.5/1000，间隙超标影响油膜刚度，影响振动。负荷55MW供热为42t/h#1瓦#2瓦#3瓦#4瓦XYXYXYXY109795354653091933#4##2#11.5要求热工校验振动表计，消除表计误差影响振动的因素。1.6其他原因排查结束仍找不到振动的原因，就有必要借助电科院或其他检修单位的仪器检查振动原因。如果确实是动平衡引起的原因，判断是基频振动占的比重还是倍频占主要，如果是基频占主要就需要做动平衡了，就需要找出配重的位置进行配重处理，如果是倍频占的比重较大，就需要查找其他方面的原因进行排除。3我公司几次振动的原因3.12004年4月到8月#2机三次出现调节级断叶片事件分析和解决方案。目前#1#2机都已更换为改型后的叶片。2005年2月14日#1机大修时，揭缸后发现调节级叶片断裂一组（两片）、第2、3、4、5级叶片均有不同程度的磨损。武汉汽轮机厂负责更换该转子的一至五级动叶片，并尽快修复该转子。3.1.1第一次#2机2004年4月2日开始试运，中间反复振动大，2004年6月5日出现#2汽机在运行当中轴振突跳。检修揭缸发现，#2机断叶片，调节级动叶片的根部分三个区域共断裂6片。转子于2004年6月15日返回武汉汽轮机厂进行修复。2004年7月2日，转子修复后返回我公司，安装工作结束后于2004年7月24日#2机组带满负荷投入运行。，经武汽厂组织研究后，认为叶片根部断裂的原因是由于叶片的强度不够造成的，采取如下措施进行转子修复：a、调节级动叶片全部更换为改进型叶片；b、将2片成组的叶片的焊接坡口由“V”型改为“U”型，以增加焊量；c、增加叶片侧面焊接，以提高成组叶片的强度；d、将调节级动叶片顶部自带冠的厚度由4.3mm增加到6.0mm，以增加强度。3.1.2第二次2004年8月6日#2汽轮机由于轴振突然增大，再次断叶片，揭缸检查调节级动叶片根部有2片已断裂，另有4片已断开但未脱落。转子于8月15日再次返回武汽厂针对#2机发生二次断叶片事故，我公司邀请西安热工研究所叶片专家，与武汽厂、西安交通大学动力系教授一起对转子断叶片情况进行共同会诊。在取得华中科技大学材料学院所做叶片根部断裂研究报告后，对调节级叶片根部断裂的原因进行分析根据现有条件，针对叶片断裂的原因，主要从提高动叶片的基本轴向振动频率、加大避开率的方向入手，采取措施对转子进行了修复。2004年9月26日，#2汽机转子经第二次修复后返回我公司，安装工作结束后于2004年10月9日#2机组带满负荷运行。在取得华中科技大学材料学院所做叶片根部断裂研究报告后，对调节级叶片根部断裂的原因进行分析认为：a、产生叶片断裂的根本原因在于：武汽厂设计时选用的蒸汽汽流激振频率与调节级动叶片的基本轴向振动频率的避开率过小（仅为14.3%，而上海汽轮机厂与哈尔滨汽轮机厂的同类型机组，选择的避开率分别达到了36.5%和73.45%），在运行中发生了共振b、从叶片实际断口形状分析，呈现明显疲劳断裂迹象，断口源分别在焊接融合区和叶根底部圆角处，且断纹扩展较快。应属于共振下传后动应力引起的疲劳断裂；c、上次2片成组叶片采用手工电弧焊工艺，经断口分析，在融合区出现δ铁素体，δ铁素体的产生使叶根材料局部区域的强度、塑性及韧性大大降低。根据现有条件，针对叶片断裂的原因，主要从提高动叶片的基本轴向振动频率、加大避开率的方向入手，采取如下措施对转子进行了修复：a、调节级动叶片采用三片成组，连接方式由手工电弧焊改为电子束焊，这样可以从根本上避免焊接铁素体的产生；b、在调节级动叶片的顶部加装燕尾围带，以提高抗振阻尼。该技术在原苏联200MW机组曾使用过；c、动叶叶根由22mm加宽到26mm，该措施对提高调节级动叶片的基本轴向振动频率非常有效；d、将动叶片根部的圆角由R0.8加大到R1.8mm，以减小应力集中。以上措施经西安交通大学进行强度及安全校核后认为：a、叶型和叶根的静强度符合有关的技术标准和行业规范要求；b、叶片组的基本轴向振动频率得到明显提高，其避开率达到31.9%，满足安全运行的要求。3.22012年2月#1机检修时由于#1瓦上瓦脱胎，翻出下瓦检查，检查下瓦无脱胎后直接放入，#1瓦x向振动达有停机前的135um升至启动后的178um，通过改变阀序（#2#3调门全关，#1、#4调整负荷）振动降至128um。10月份检修将#1瓦抬高了10丝。轴瓦顶隙和侧间隙未动（复查轴瓦顶隙0.38—0.43，单侧隙0.35-0.47符合要求.）。复查前箱盖与瓦枕紧力为14丝（符合图纸要求的12—15丝），#1瓦x向振动正常阀序降到109um.3.32010年4月份#1机A修后，#1机三瓦轴向振动260um，经研究分析查找原因，可能是三瓦原因引起振动不稳定变化，2010年5月2日对三瓦解体检查，发现三瓦下瓦三块垫铁南侧和下侧垫铁接触情况较好在70%以上，而北侧垫铁接触情况较差在10%左右，对北侧垫铁加10um垫片进行修整研磨后接触情况在70%以上，又对上瓦垫铁研磨接触情况在70%以上，加14um紧力装复，振动消除恢复正常范围在40um。3.42013年4月#2机启动后#1瓦x向振动达到168um，2014年6月#1机大修后启动发现#1机带45mw#1瓦x向振动达206um。通过各种调整无效后。通过仪器查找原因发现#1瓦振动基频占85-90%判断为转子不平衡引起的振动，通过动平衡解配重解决了振动问题。4汽轮机运行中发生异常振动的处理4.1振动异常现象4.1.1振动指示增大；4.1.2机组发出异音，润滑油压、油温异常。4.1.3就地测量轴承振动增大。4.2发生异常振动的原因：4.2.1大轴弯曲，动静摩擦。4.2.2叶片断落、松动。4.2.3汽轮机、发电机中心不正。4.2.4汽轮机膨胀不均，滑销系统工作不良。4.2.5蒸汽温度过高或过低，排汽温度过高。4.2.6轴承间隙不合格，螺丝松动，油压、温超出规定。4.2.7汽轮机某些部件松动、变形。4.2.8轴承座台板基础结合不良，基础松动等。4.2.9系统频率不稳定。4.3发生异常振动的处理：4.3.1检查油压、油温、油流、负荷、周波、轴向位移是否正常。4.3.2检查主蒸汽温度、相对膨胀、上下缸温差及汽缸的膨胀是否正常。4.3.3如汽缸两侧膨胀不均，可能由于冷空气的影响，应切断冷源，检查汽缸保温情况。4.3.4检查加热器内部压力及水位是否满水倒入汽轮机。4.3.5若振动增大且查不明原因，汇报领导共同研究处理。4.3.6若机组振动超过瓦振达到0.05mm,应设法降低,在设法降低过程中如继续增大超过0.1mm或机内有清楚的摩擦声,应立即破坏真空紧急故障停机处理。4.3.7若轴承瓦振动突然增加0.05mm,应立即打闸停机。4.3.8若机组的轴振超过0.260mm,应立即打闸停机。5.运行中叶片损坏与断裂5.1叶片损坏的象征：5.1机组振动突然增大。5.2机组内部声音突然异常，并伴有金属摩擦声。5.3个别监视段压力升高。5.4机组末级叶片断落时，可能会打坏凝汽器铜管，使凝结水硬度突增，严重时水位有明显上升。5.2叶片损坏的处理：5.2.1根据机组现象确认机组断叶片较严重时，应立即破坏真空紧急停机。5.2.2当末级叶片断落打破凝汽器铜管时，应立即故障停机。5.2.3运行中如果发现不明显的叶片损坏与断落象征时，应及时汇报领导，并严密监视机组的运行情况,经研究后再决定是否停机。5.3运行注意事项：5.3.1当机组发生振动突然增大时，应立即对机组全面检查，倾听，测振，并及时汇报领导。5.3.2严格监视汽轮机振动，以防止某级叶片进入共振区。5.3.3机组正常运行中，尽量避免周波不稳、甩负荷、蒸汽参数大幅波动、水冲击等现象的发生。5.3.4适当调整最佳的润滑油温，使轴承能够形成最佳油膜。5.3.5对润滑油系统经常采取滤油，防止油质恶化，杂物及水分超标。5.3.6经常对各轴瓦实测振动，并对照比较。6结束语机组振动振动的原因，每次都不尽相同，除了检修仔细核对数据符合要求保证检修质量外，遇见机组振动我们应该振动不同的振动分析查找原因，针对检修和运行过程中的数据，数据进行详细分析、判断，查找振动的原因，通过不同的手段找到解决问题的办法。作者简介：李建党，男，(1971--)，洛阳华润热电有限公司技术支持部汽机主管TEL:13837981371Email:[e-mail]马凯，男，(1989--)，洛阳华润热电有限公司技术支持部汽机专工TEL:18337909121Email:[e-mail]