基础沉降对机组振动异常原因分析与处理

北极星电力网技术频道作者:佚名 2008/1/22 18:00:13

关键词: 机组振动振动

宋秀范

（三河发电有限责任公司，河北三河065201）

摘要：三河发电厂#2机组投产以来，从2003年开始陆续发现#3、#4轴承的轴振增大，#2轴承的轴振波动。针对这种情况进行了分析，并利用A级检修机会进行了处理；处理后的运行效果较明显且比较理想。本文对其产生的原因及处理办法进行了总结并提出了建议，以供新安装的机组参考。

关键词：基础沉降；振动异常；中心调整；通流调整

三河发电厂#2机系三菱重工生产的350MW汽轮发电机组，于2000年4月2日投入商业运行，至2004年9月18日第一次A级检修，共运行了四年半的时间，期间经历过4次C级检修。

#2机组的轴系由高中压转子、低压转子、发电机转子组成，每个转子由2个轴承支撑。2003年6月#2机组的#3、#4轴承的轴振增大。#3轴承的Y向轴振由34μm左右增大至48μm左右，最高时达到61μm，#3轴承的X向轴振也增大了12μm左右，增大后数值为34μm左右；#4轴承的X向轴振由31μm左右增大至43μm左右，#4轴承的Y向轴振也增大了10μm左右，增大后数值为31μm左右。2004年5月#2机组的№2轴承的轴振出现波动现象，Y向轴振在21μm—48μm范围内波动，X向轴振在19μm—33μm范围内波动。

1振动异常原因分析

1.1在线监测数据分析

设备运行时，高负荷时#2轴承轴振波动大，负荷在300MW以上产生波动，振幅增大，在300MW以下振幅基本稳定且较小；低负荷时#3、#4轴承轴振幅值较大。为了确认机组能否正常运行，2004年7月请华北电科院汽机所根据机组的在线监测取得的数据进行分析，分析认为：高倍频分量在总的的振幅中所占比重较小，且高倍频分量幅值较稳定，不是轴振异常的影响因素；工频分量在总的的振幅中所占比重也较小，且工频的波动与负荷变化没有明显关系，也不是轴振异常的影响因素；在振动出现异常时，低倍频分量所占的比重较大，且低频段的振幅与负荷的波动有明显的对应关系。因此判断负荷变化时，轴振异常的原因是轴在轴承内的位置发生了变化。

1.2设备存在的问题

2004年9月18日#2机组停机后，对机组进行了检查和测量，发现存在如下问题：

1.2.1轴系中心偏差严重超标

机组解体时，全实缸状态下的联轴器中心（从机头向后看）：

高中压转子与低压转子联轴器中心偏差为高压转子低于低压转子0.88mm，高压转子偏右于低压转子0.12mm，下张口0.48mm，右张口0.14mm。

低压转子与发电机转子联轴器中心偏差为发电机转子高于低压转子0.70mm，发电机转子偏右于低压转子0.12mm，上张口0.09mm，左张口0.07mm（标准要求是发电机转子低于低压转子0.15-0.20mm，高压转子低于低压转子0.10-0.15mm，其余的偏差均小于0.025mm）。

从以上的数据上看，轴系中心的偏差已严重超标，是轴承振动增大的主要原因。

1.2.2轴颈扬度不符合要求

机组解体检修时各联轴器解开后，测量各轴颈扬度的数值：#1轴颈为前扬1.02mm/m,，#2轴颈为前扬0.65mm/m，#3轴颈为后扬0.03mm/m,，#4轴颈为后扬0.60mm/m，#5轴颈为后扬0.41mm/m，#6轴颈为后扬1.64mm/m。

与安装时的轴颈扬度（见图1a）比较，高压转子较安装时出现了明显的前扬，低压转子较安装时有了明显的后扬。导致轴承载荷分配发生变化，使轴系振动增大。

1.2.3高中压缸的通流间隙变化

1.2.1条所述的轴系中心的变化，使机组在运行状态下高中压缸（尤其是中压缸）的上部通流间隙减小，下部通流间隙增大.由于间隙变化，在机组负荷变化时汽流发生扰动或动静部分产生轻微摩擦，会增大轴系的振动。

1.2.4基础的不均匀沉降

对基础沉降进行了测量，观测点布置见图2，测量结果如表1所示。

测量结果显示机组的右侧的基础沉降量大于左侧的沉降量，汽轮机基础的沉降量大于发电机基础的沉降量；第3观测点的沉降量大于其他点。第3观测点位于#2轴承、#3轴承之间偏于#2轴承，基础的不均匀沉降导致了轴系中心的变化、高中压缸的通流间隙变化及轴系扬度不符合要求。

2.轴系中心及扬度的调整

从1.2.1—1.2.3条看,产生轴系中心偏差超常、扬度不符合要求、通流间隙变化均是由基础的不均匀沉降造成的。

基础的现状无法改变，汇集机组运行时的参数及一些解体数据，经过三菱重工高砂制作所设计课的精确计算确定以下调整方案：#1轴瓦下调0.50mm，左调0.10mm；#2轴瓦上调0.75mm，左调0.15mm；#4轴瓦下调0.20mm，右调0.50mm；发电机则通过调整地脚垫片整体下调。

依据上述调整方案，通过磨削销饼调整#1轴瓦，调整瓦枕垫片厚度和修研瓦枕垫铁调整#2轴瓦和#4轴瓦；同时调整发电机地脚垫片。调整完成后轴系的中心对中情况是：高压转子低于低压转子0.13mm，发电机转子低于低压转子0.14mm，高—低对轮下张口0.23mm，其余的偏差均小于或等于0.025mm。轴系中心调整后除高—低对轮下张口超标外，其余均符合标准。考虑机组在检修前中心偏差严重超标时能正常运行（振动未达到报警值），如果继续调整消除超标的张口，除工作量非常大外，还有可能导致轴承载荷及汽缸载荷分配不合理；且三菱重工高砂制作所设计课经过计算确认已能改善机组的振动大的状况，经华北电科院专家确认，决定不再继续调整。

轴系中心调整方案确定前，同时考虑了轴系扬度的情况，因此中心调整后，轴系的扬度也得到了一定的恢复，如图1所示。

由图1可知：轴系的扬度已明显改善，但由于#2、#3轴承处基础已严重下沉，想使扬度恢复到机组安装时的数据难度非常大，上述调整结果经过机组设计单位认可，可以满足机组的正常运行。

3通流间隙的调整

轴系中心调整后，由于低压转子的支撑只调整了#4轴承，且调整量不大，经测量低压缸内的动静通流间隙在合格范围内，由于#4轴承的下调，后轴封的的下部汽封片进行了修刮，使其径向间隙合格。

在轴系中心调整的过程中，高中压转子#1、#2支撑轴承的调整量比较大，高中压缸及外轴封的通流间隙变化量较大，其结果是高压侧下部通流间隙减小，中压侧上部通流间隙减小。考虑到高中压部分的通流间隙设计值偏小，应进行调整。根据测量结果，首先对高中压联合缸进行了整体调整（从机头向后看）：将左前猫爪下降0.50mm，左后猫爪上抬0.35mm，右后猫爪上抬0.85mm；然后，#1静叶环套整体上抬0.20mm，高压前下轴封由内到外分别降低0.30mm和0.60mm，高压前上轴封降低0.40mm。其余超标的部分根据测量数据进行个别的修刮。经过调整，高、中、低压的各部通流间隙均在合格范围内。

4效果对比

机组检修前、后的数据见表2，。

表2机组检修前、后的数据比较表

序号	指标项目	单位	检修前	检修后
1	各瓦轴振	μm	xy	xy
	#1	μm	20.1024.60	25.5730.70
	#2	μm	22.9023.80	21.0717.81
	#3	μm	32.2242.14	32.9529.58
	#4	μm	42.2231.32	14.5924.38
	#5	μm	17.9919.29	28.2833.12
	#6	μm	41.4942.60	40.5545.07
2	各瓦金属温度	℃	1点2点	1点2点
	#1	℃	51.0661.57	49.5470.21
	#2	℃	57.6463.41	69.2380.57
	#3	℃	59.7463.96	54.5358.76
	#4	℃	60.2857.64	63.5961.08
	#5	℃	85.14	82.94
	#6	℃	73.57	74.29
	推F	℃	46.5944.44	45.7944.00
	推R	℃	45.9644.00	47.0444.22