降低汽轮发电机组轴系振动

　　摘　要：汽轮发电机组轴系振动是电建同行普遍关心、重点攻关的课题，但国内300MW机组168试运期间振动值偏大问题尚未得到彻底解决。本文对影响汽轮发电机组轴系振动的因素进行了分析，并提出了相应的防范措施。
　　关键词：降低；汽轮发电机组；轴系；振动
　　汽轮发电机组是火力发电厂的心脏，汽轮发电机组本体安装技术是火电施工技术的精华。机组安装成败的关键指标就是机组轴系振动。若在启动、运转时，机组振动较大，将带来一系列不良或严重后果：机组零部件承受很大的应力，促使材料疲劳或损坏；螺栓螺母等紧固件松弛，造成汽缸中分面等处漏汽；动静部分相互发生摩擦，轴承磨损加剧；主轴弯曲；发电机转子损坏及线槽内的填充物松弛、磨损。电气绝缘破损以致短路；基础台板的混凝土浇灌松动以及基础甚至主厂房出现裂缝等。
　　1、影响机组振动的因素
　　影响汽轮发电机振动的因素主要有设备制造方面的因素、设备安装方面的因素、设备运行工况因素等。本文主要分析设备安装方面引起机组振动的因素。
　　1.1振动分类
　　将机组振动按振动性质划分为普通强迫振动、电磁振动、拍振、气流激振、随机振动、轴瓦自激振动、参数振动、汽流激振、摩擦涡动等共11类。
　　1.2影响机组振动因素
　　1.2.1轴承座连接刚度不足
　　转子的支撑系统一般有轴承盖、轴承座、基础台板、基础横梁等部件组合而成，这些部件连接的紧密程度，直接影响这部件刚度。部件之间连接紧密程度对刚度的影响，称连接刚度。造成转子支承系统连接部件之间差别振动过大的主要原因有：
　　1.2.1.1连接螺丝松动
　　轴承盖、轴承座、基础台板等连接螺丝部分没有拧紧或预紧力不够。
　　1.2.1.2轴承座与台板接触不良
　　由于轴承座或台板的变形及修刮不良，发电机后轴承座与台板之间的绝缘垫过多或太厚、不平整等原因，即使在各个连接螺丝都拧紧的情况下，仍不能达到要求的连接刚度，在动态下仍存在显著的差别振动。
　　1.2.1.3基础台板与基础接触不良。造成基础台板与基础接触不良的原因有：
　　1.2.1.3.1二次灌浆质量不高。其中包括未充实和水泥标号较低。
　　1.2.1.3.2基础台板垫铁走动。这种现象主要是由于二次灌浆质量不好、台板垫铁间距过大、吃力不均、垫铁之间及与台板之间未焊牢。在过大轴承振动作用下，使垫铁发生走动。
　　1.2.1.3.3基础垫铁过高。这种现象对轴承座垂直方向动刚度影响不大。但显著地降低了轴承座水平和轴向动刚度，而且往往在较大轴向振动作用下，使轴承座台板二次灌浆松裂。其动刚度进一步降低。形成恶性循环。
　　1.2.2、机组膨胀不畅
　　1.2.3、摩擦振动
　　1.2.4、对轮中心不正
　　1.2.5、油膜振荡
　　1.2.6、转子质量不平衡
　　2、防范措施
　　2.1提高轴承座连接刚度
　　汽轮机发电组所有连接部件螺栓均紧固到位且有可靠的防松措施，选用流动性好、强度高的微膨胀水泥进行二次浇灌，并确保台板垫铁高度不要超过80mm。
　　2.2消除膨胀不畅。在机组安装中，加大台板研磨力度，增大台板与轴承箱接触面积（接触面积大于85％），减小摩擦；在机组安装过程中做好防止灰尘进入台板结合面的措施；滑销系统间隙取厂家规定的上限值。
　　2.3考虑#3、#4椭圆轴承运行后对转子偏心值的影响，安装时事先偏移安装低压隔板和汽封（左偏0.30-0.50mm，东方代第七代亚临界、中间再热、两缸两排汽、凝汽式300MW汽轮机。），以便运行时静子中心与转子中心尽可能同心。
　　2.4轴系找中采用预留高差法
　　汽轮机组冲转投运后。伴随机组暖机生速并网升负荷的过程，机组各部位温度将发生明显改变。其轴承处的温度均将偏离原始安装值；同时由于汽轮机低压缸抽真空，发电机定子充氢等边界条件的改变。机组轴系的受力也发生了相应的变化。引起机组轴系中心改变。为了保证机组在运行中轴系各转子中心处于光滑联接状态，各轴承承载能力在设计范围内。在机组安装时。考虑机组各轴承处的温升情况及轴承抬高或下沉量的大小，对相应轴承标高进行调整（依据厂家设计值）。
　　所谓预留高差法，就是指在机组轴系中心确定后，根据各抽垫要求。事先将各轴承标高调整到抽垫位置，然后进行机组通流安装。
　　采用预留高差法进行轴系找中及标高调整。使其各轴承支撑垫块与轴承洼窝的接触得到了可靠保证，避免了传统“抽垫法”#2瓦抽垫后造成下汽封间隙变小问题，机组运行时，汽缸内通流间隙更接近设计状况。
　　2.5对轴瓦问隙进行调整。增强轴承的稳定性
　　2.5.1调整轴瓦侧隙控制在设计值中限至上限范围，顶隙控制在设计值中限至下限范围。
　　2.5.2保证轴承下瓦枕调整垫块与洼窝之间接触面积大于75％。
　　2.5.3轴承的配合球面留有适当间隙，以使轴承工作时有教好的自位能力。
　　2.5.4对#1、#2瓦（可倾瓦），在转子找中心前调整好轴瓦顶隙，以免在扣盖后调整时影响隔板汽封中心的微量变化。
　　2.5.5消除质量不平衡。在安装过程中。转子各部位严禁使用砂轮机打磨或使用其他硬物敲击；对轮绞孔后，对对轮螺栓精确配重以消除不平衡重量；注重对设备的保护，转子轴颈等关键部位做好防锈处理。
　　2.6消除摩擦振动
　　摩擦振动的机理是：摩擦使转子位移高点处发热，局部膨胀，引起转子弯曲。从而增加一个新的不平衡力，使振动发生变化。
　　2.6.1现场安装时，必须保证汽封片的退让间隙≥3mm，如果偏小则要通过车床或研磨汽封片背面增大其退让间隙。同时要保证汽封片活动自如。
　　2.6.2汽封间隙调整时考虑到油膜厚度及汽缸垂弧等因素。下半汽封间隙应比上半大0.20～0.25mm。
　　2.6.3按图纸要求逐级检查汽封、隔板轴向间隙（分00、900各测一次），方向应与转子、汽缸膨胀时Z危险级一致，注意测量时高中压转子推力盘靠死正向推力瓦，同时测出中一低压靠背轮垫片厚度。要求至少测上、下、左、右四点取平均值，以保证转子定位的准确性。
　　3、安装实例
　　某电厂二期工程2x300MW机组为东方汽轮机厂引进和吸收国内外技术设计制造的新一代（第七代）亚临界、中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机。机组在安装时成立了降低机组轴系振动QC小组。并严格执行上述防范措施，两台机冲转、并网带负荷均一次成功，且机组自首次冲转至168小时满负荷运行期间，机组Z大轴系振动值为6.95丝，Z大瓦振值1.1丝，机组各项性能指标优良。 　　4、总结
　　机组轴系振动大是汽机本体安装经常面临的问题，但如果施工前对影响振动的因素进行详细分析，制订相应的对策。并在机组安装过程中严格实施，降低机组轴系振动也不是件难事。