【正文】 在3機組調(diào)試期間，分析和處理了泵側(cè)對輪多加工的一個鍵槽導(dǎo)致質(zhì)量不平衡。瓦塊上的負(fù)載變化表現(xiàn)在瓦溫方面即是左瓦塊溫度降低，右瓦塊溫度升高。) 圖47 高調(diào)門不同控制方式對軸振動影響 高調(diào)門不同控制方式高中壓轉(zhuǎn)子的受力分析600MW汽輪發(fā)電機組高中壓轉(zhuǎn)子2支持軸承一般都是可傾瓦，下部左右各布置一塊瓦塊，轉(zhuǎn)子重量通過油膜由下瓦塊承擔(dān)，由轉(zhuǎn)子重量設(shè)計瓦塊承力面積，控制軸瓦運行時金屬溫度在設(shè)計范圍內(nèi)(一般60～85℃)。15:46負(fù)荷409MW開始單閥切換為順序閥控制，負(fù)荷最高波動到426MW，15:51切換完畢后負(fù)荷410MW。實踐證明，當(dāng)可傾瓦的間隙調(diào)整適當(dāng)時，它不僅可以抑制低頻振動，甚至可以控制工頻振動值。從軸振動變化范圍、低頻振動跳動幅度和頻譜圖（圖42）中都可以看出，在機組帶滿負(fù)荷最后一個高壓調(diào)門部分開啟的情況下，軸振動低頻分量最大10～15μm，沒有影響到機組運行安全。7月25日在勵磁滑環(huán)風(fēng)扇再次加重125克，帶負(fù)荷后9軸振動降低到80μm（如表15）。靈敏度約為8～10克/μm。 10月9日2:001機組帶滿負(fù)荷600MW，2:01由于鍋爐MFT動作跳汽機甩全負(fù)荷。調(diào)試期間機組帶負(fù)荷465MW時，因為發(fā)電機7軸承振動和7y軸振動偏大，分別達(dá)850μm。應(yīng)加重量克/176。有關(guān)轉(zhuǎn)速下軸承振動和軸振動見下表12。除非大修期間，一般發(fā)電機中部在現(xiàn)場不能進行加重，所以平衡三階振型時僅僅在兩端同相加重還要考慮對所加重量對一階振型的影響。198克/23176。、67μm /169176。表9 A低壓轉(zhuǎn)子和9軸承動重新平衡后振動 單位: μm/176。從表中數(shù)據(jù)可以看出，B低壓轉(zhuǎn)子、整流子轉(zhuǎn)子存在一定量的不平衡，決定進行動平衡加重處理。)、20孔(180176。)、4瓦端加重450克/12孔(逆轉(zhuǎn)向100176?！?0176。～160176。　圖24 　相位角定義及與滯后角關(guān)系 當(dāng)工作轉(zhuǎn)速下振動較大，轉(zhuǎn)子兩端主要呈現(xiàn)反對稱分量時，如果二階臨界轉(zhuǎn)速下低于工作轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速下反對稱試加重量的滯后角應(yīng)大于90176。這時，試加重量所產(chǎn)生的離心力相當(dāng)于轉(zhuǎn)子重量的5～10%即可，試加重量太輕不能引起足夠的振動變化，太重可能影響機組安全。如果轉(zhuǎn)子在二階臨界轉(zhuǎn)速下振動較大或工作轉(zhuǎn)速下主要表現(xiàn)為反相振動，可以在該轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)前后端面同時試加反對稱重量。單轉(zhuǎn)子平衡時，前后對輪是外伸端處于自由狀態(tài)擾動很大，而在現(xiàn)場連接在軸系中時，對輪都處于約束狀態(tài)，轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)必然有所變化。這種情況現(xiàn)場并不多見，也容易與葉片斷裂引起的振動故障相混淆。（3）一般碰磨振動，可以觀察到上述振動特征前面4項特征。這時，同步振動發(fā)生變化，由摩擦產(chǎn)生的不平衡力為：因為α=Ωt+δ+α0,這時，轉(zhuǎn)子響應(yīng)變?yōu)椋菏街校簽檩S彎曲引起的不平衡力產(chǎn)生的振幅，其相位與α0相同，由(4)式表示的兩種響應(yīng)合成后的振幅B1和相位β1可表達(dá)為： 可見，與方程（2）相比，在方程(4)中的同步振幅B1比未摩擦?xí)r增大了，而相位也滯后了β1。在摩擦斷面的二維坐標(biāo)中，設(shè)A為轉(zhuǎn)子上存在的原始不平衡量，滯后α角的振動高點H為摩擦發(fā)熱位置，即轉(zhuǎn)子產(chǎn)生臨時熱彎曲的位置。（6）降速過臨界時的振動一般較正常升速時大。（4）軸承標(biāo)高變化、凝汽器真空變化、基礎(chǔ)不均勻沉降等等也影響動靜間隙。汽輪發(fā)電機組由于徑向間隙小，軸向間隙相對較大，大多數(shù)動靜摩擦都發(fā)生在徑向。這次碰磨點不是轉(zhuǎn)子的中點，而是轉(zhuǎn)子中心點兩側(cè)約1/4轉(zhuǎn)子支撐跨度的地方，應(yīng)該是反對稱碰磨，在超速到3300r/min時轉(zhuǎn)子振動接近二階振型，轉(zhuǎn)子上變形最大點應(yīng)該是在這兩點上。外缸中分面揚度為向外揚，并超過標(biāo)準(zhǔn)值，說明內(nèi)缸相對安裝時已經(jīng)下沉和偏移。(3)揭缸測量檢查情況和處理措施2月21日吊中低壓連通管，低壓外、內(nèi)上缸、上半持環(huán)、第6級與第7級上半隔板吊開后，23日發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子各級圍帶汽封及隔板汽封上半存在碰磨現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子1～4級與隔板汽封磨擦嚴(yán)重，尤以正、反4級汽封碰磨最為嚴(yán)重，與隔板汽封接觸的轉(zhuǎn)子上是一片藍(lán)色磨痕，說明碰磨的溫度很高（圖片）。突發(fā)振動時的振動分量主要是轉(zhuǎn)速分量，連接對輪的錯位引起的可能性也極小。如果軸承破損會直接降低支撐剛度，尤其嚴(yán)重破損時將會引起特大振動，同時也必然會出現(xiàn)瓦溫升高。30003100217195/306230223/9931003000212188/305206197/10032002500143113/252152146/59330020003280268238/326236226/11715003200241214/315238227/109圖17 超速試驗DCS記錄曲線 超速試驗異常振動發(fā)生前后振動數(shù)據(jù)圖18 超速試驗異常振動發(fā)生前后轉(zhuǎn)速特性曲線圖20 超速試驗異常振動發(fā)生后軸振動頻譜圖22 超速試驗異常振動發(fā)生后軸振動波形圖19 超速試驗異常振動發(fā)生后軸振動波形停機后轉(zhuǎn)子處于盤車狀態(tài)時，揭開Ⅰ低壓缸人孔門進入缸內(nèi)檢查，兩端末級葉片外觀沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，在內(nèi)缸中未聽到磨擦聲音，低壓轉(zhuǎn)子末級葉輪上的配重塊正常，低壓缸噴水裝置噴頭情況基本正常，低壓外缸臺板螺栓情況正常，缸體與臺板接觸正常，外缸滑銷系統(tǒng)正常。表3 正常升速和超速過程Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子軸振動轉(zhuǎn)速3x4x轉(zhuǎn)速3x4xr/min通頻μm工頻μm/176。機組經(jīng)過4次沖轉(zhuǎn)碰磨,使得碰磨處間隙逐步擴大，機組2瓦處的嚴(yán)重碰磨逐步變?yōu)檩p度碰磨,機組終于在第5次沖轉(zhuǎn)時到達(dá)工作轉(zhuǎn)速。 19 日13:34 時汽機進行第4次沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速到達(dá)中速暖機（轉(zhuǎn)速2450r/min），暖機100分鐘后升速(暖機末期振動有增大趨勢)，升速到2620rpm時2Y軸振大，手動打閘停機。碰磨嚴(yán)重時，2軸心軌跡出現(xiàn)“8”形狀，振動最大時，2軸心軌跡為一個大大的“O”形（圖12）。通過調(diào)整運行參數(shù)和運行方式以后，解決了高中壓轉(zhuǎn)子振動增加的問題。從時域波形圖8看，正弦波上半部分存在分叉現(xiàn)象。它輕則出現(xiàn)強烈振動，嚴(yán)重的可造成轉(zhuǎn)子永久彎曲，甚至軸系損壞。啟動升速過程中發(fā)生動靜碰磨時，必須實時決定機組是升速，還是繼續(xù)暖機，或者是停機盤車。轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡考慮一階、二階振型的平衡就已經(jīng)足夠。除300MW機組上已經(jīng)發(fā)生的振動問題外，有可能存在以前沒有出現(xiàn)過的新的振動問題，必須在技術(shù)上進行儲備，測量儀器方面提前進行準(zhǔn)備。發(fā)電機型號QFSN600222C，水氫氫冷卻。軸系由高中壓轉(zhuǎn)子、Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子、Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和勵磁滑環(huán)短軸組成，兩個低壓轉(zhuǎn)子之間有一根接長短軸，各轉(zhuǎn)子之間由剛性對輪連接（圖1）。的x、y兩個軸振動和垂直瓦振三個振動測點。600MW汽輪發(fā)電機組軸系振動試驗研究總結(jié)600MW汽輪發(fā)電機組基本特性簡介 600MW汽輪發(fā)電機組軸系結(jié)構(gòu)目前，國產(chǎn)600MW汽輪發(fā)電機組由上海、哈爾濱和東方三大廠家分別引進美國西屋公司、日本東芝公司和日本日立公司技術(shù)制造，主要有亞臨界和超臨界兩種型式。在勵磁滑環(huán)的9穩(wěn)定軸承上，上海、哈爾濱機組也同樣安裝了三個振動測點，但東方機組沒有振動測點。2軸承為4瓦塊可傾瓦，位于高中壓缸前后的軸承箱內(nèi)；3～6軸承也為4瓦塊可傾瓦，都座落在低壓排汽缸上；8軸承下面是兩塊活動瓦、上面為圓筒瓦，支撐在發(fā)電機端蓋上；勵磁滑環(huán)短軸與發(fā)電機尾部連接，另一端用4瓦塊可傾瓦的9軸承支持。軸系由高中壓轉(zhuǎn)子、A低壓轉(zhuǎn)子、B低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和勵磁滑環(huán)短軸組成，各轉(zhuǎn)子之間由剛性對輪連接（圖4）。新的振動問題主要包括：軸系各個轉(zhuǎn)子加重相互影響必須考慮的軸系動平衡，轉(zhuǎn)子高階振動現(xiàn)場動平衡方法，汽輪機的汽流激振、低頻振動和軸系穩(wěn)定性現(xiàn)象，汽輪機動靜碰磨判斷和處理，軸系標(biāo)高對機組振動的影響及軸承標(biāo)高調(diào)整，排汽缸軸承振動特性，發(fā)電機密封瓦工作狀況對振動的影響等。而600MW發(fā)電機轉(zhuǎn)子長度達(dá)10米以上，二階臨界轉(zhuǎn)速為2200~2700r/min，工作轉(zhuǎn)速下振動可能受三階振型的影響較大。在工作轉(zhuǎn)速下或帶負(fù)荷時發(fā)生碰磨時，根據(jù)振動變化幅值和周期，判斷碰磨處于哪一個階段，是否有運行調(diào)整措施等。 A廠25MW機組勵磁機摩擦振動事例A廠7機組運行中勵磁機及附近軸承振動不斷變化，某兩天在12:34～9:18約21小時的一段時間內(nèi)勵磁機前后軸承水平振動變化曲線如下圖5。這是一種典型的一般動靜碰磨引起的振動現(xiàn)象。圖9為高中壓轉(zhuǎn)子動靜之間從一般碰磨發(fā)展到嚴(yán)重碰磨過程中軸振動1y、2y變化曲線。從停機降速過程軸位置變化曲線看（圖14），工作轉(zhuǎn)速下，由于橢圓瓦油膜力的作用，、。19 日19:40時汽機進行第5次沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速首次到達(dá)工作轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速下各瓦振動數(shù)據(jù)及過臨界振動數(shù)據(jù)基本正常。6月21日～24日的多次開機過程中2X、2Y振動數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定在90128μm，無擴大趨勢（0480MW）。通頻μm工頻μm/176。為準(zhǔn)確判斷機組振動情況，13日4:35機組再次啟動升速，轉(zhuǎn)速2300r/min以上時，Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子軸振動快速增加，2507r/min時機組TSI振動測量系統(tǒng)顯示Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子4軸絕對振動超過保護值（254μm）跳機（表5）。在超速和停機過程中，沒有出現(xiàn)瓦溫升高的現(xiàn)象，在其后開機過程中，軸承工作也正常，因此這一故障可能性不存在。g、轉(zhuǎn)子突然失去平衡，軸承振動突變，這一過程可在1秒鐘內(nèi)完成。部分汽封片碰磨后尖齒處存在裂紋。由于內(nèi)缸下沉并變形，對低壓缸通流徑向間隙測量重新調(diào)整。突發(fā)振動的激振力與原始?xì)堄嗖黄胶饬χg的夾角約為170度左右，使振動時的相位與原振動相位變化了150度。徑向碰磨對機組振動的影響也最大，也是本項目研究的重點。 機組動靜碰磨振動的主要特征（1）由于熱彎曲產(chǎn)生不斷變化的新的不平衡力，因此振動信號以工頻變化為主。（7）嚴(yán)重碰磨和劇烈碰磨時，幅值和相位不再波動，振幅會急劇增加。B代表由于摩擦引起的新的不平衡，B、A合成后得到一個新的不平衡力A1和新的振動高點H1，如此不斷循環(huán)反復(fù)下去。在轉(zhuǎn)子連續(xù)摩擦的以后一些時刻，由注腳|i表示(其中i=0、2……)，這些時刻轉(zhuǎn)子同步振動可以表達(dá)為：式中：新得到的工頻振動幅值和相位為：從式中可知，振動幅值進一步增加，相位更加滯后。嚴(yán)重碰磨和劇烈碰磨時，上述振動特征有些可能就不會出現(xiàn)。注意兩者在振動增加時間方面的差別，葉片斷裂引起振動增大時間在1秒以內(nèi)，劇烈碰磨發(fā)生振動時間在幾秒到十幾秒鐘以上。再者，現(xiàn)場支撐轉(zhuǎn)子的軸承座與制造廠平衡時軸承座剛度差別，特別是坐落在排汽缸上的低壓轉(zhuǎn)子軸承和發(fā)電機端蓋軸承剛度都很差，導(dǎo)致軸承振動的響應(yīng)靈敏度高。如果轉(zhuǎn)子三階振型分量較大，可以在該轉(zhuǎn)子三個截面同時加重即前、后端面加同相和中部加反向試加重量或在轉(zhuǎn)子前后外伸端同時加對稱重量的方法進行平衡。當(dāng)然，通過長期的動平衡實踐，同型號機組轉(zhuǎn)子加重的影響系數(shù)是可以互相參考和借鑒。；如果二階臨界轉(zhuǎn)速下高于工作轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速下反對稱試加重量的滯后角應(yīng)小于90176。(哈汽、東方)；工作轉(zhuǎn)速軸承振動120176。勵磁滑環(huán)工作轉(zhuǎn)速下軸振動0176。)。)位置分別加重203克，Ⅰ、Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子軸振動小于76μm、軸承振動小于30μm。表7 1機組整套啟動3000r/min時振動 單位: μm/176。 123456789X18953922743438466012/18087/29127/172/465/3427/21232/3436/28811/227Y18312267364137818/32087/1925/1457/9065/15532/34421/9832/4468/170⊥2/1146/27813/11216/32632/12119/12816/27815/2735/358圖29 A低壓轉(zhuǎn)子和9軸承重新動平衡后機組振動升速特性圖東汽600MW汽輪機Ⅰ、Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子之間無接長短軸，由于兩個低壓缸之間有一定距離，與Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子4軸承側(cè)對輪連接的Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子5軸承側(cè)對輪外伸端長度接近2米。參考同類項機組情況，6軸承振動滯后角取120176。發(fā)電機轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速ω下X處動撓度方程式為： =ωωω3……ωn為轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速；aaa3……an為各階振型系數(shù)。設(shè)離7軸承X處試加一個重量P，試加重量P按振型展開為：P=b1sinπX/L+b2sin2πX/L+b3sin3πX/L……+bn sinnπX/L式中：bbb3……bn為各階振型分量系數(shù)?？梢?，工作轉(zhuǎn)速時發(fā)電機8軸承和軸振動主要表現(xiàn)為三階振型的振動。599/14619/5194/11331/8865/343279/3:47404MW/3047A27692472461619/26659/11615/28563/13442/34314/351影響系數(shù)/176。停機后在低發(fā)對輪平衡槽加重290克，對降低7軸承振動和7y軸振動有一定效果。從表14中甩負(fù)荷后機組轉(zhuǎn)速3000r/min的振動數(shù)據(jù)與滿負(fù)荷時振動數(shù)據(jù)比較，振動基本沒有突變現(xiàn)象。　 圖38 　發(fā)電機轉(zhuǎn)子與勵磁滑環(huán)振型發(fā)電機轉(zhuǎn)子和勵磁滑環(huán)短軸結(jié)構(gòu)和振型曲線見圖38。 表15