【正文】 263360744314/2965/3186/31450/11466/34037/315⊥18212926502117/10718/24527/8722/32150/20920/7610月8日8:33600MWY32284852865312/2898/31424/25534/13679/34147/321⊥12183520552410/10513/23334/8310/31755/21023/8810月9日2:00600MWY2429476081499/2615/2624/22446/13671/34340/324⊥18214522511917/8918/24445/7917/30751/21218/8210月9日2:03鍋爐MFT甩負荷后3000r/minY2330436276458/2765/2921/21648/13668/34136/314⊥15193917502114/8718/24339/7212/31850/21220/82圖36 7y、8y軸振和6V、7V瓦振隨負荷變化曲線圖37 發(fā)電機8軸振、瓦振熱態(tài)停開機降、升速曲線 可以看出，發(fā)電機7y、8y軸振和7V瓦振有同樣的變化趨勢，隨著有功負荷和勵磁電流增加振動逐漸增大，相位角都有不同程度增加。由于7瓦振相位角相差120176。左右，當(dāng)7瓦振動增加時，6瓦振動出現(xiàn)明顯下降現(xiàn)象。由于低壓缸軸承振動容易受到真空、凝汽器水位等影響，帶高負荷后，各個軸承負載重新分配，也可能導(dǎo)致7軸承振動這種變化。 10月9日2:001機組帶滿負荷600MW，2:01由于鍋爐MFT動作跳汽機甩全負荷。從表14中甩負荷后機組轉(zhuǎn)速3000r/min的振動數(shù)據(jù)與滿負荷時振動數(shù)據(jù)比較，振動基本沒有突變現(xiàn)象。比較圖37中甩負荷發(fā)電機停機降速特性曲線和9日6:42開機升速特性曲線，停機降速經(jīng)過一階臨界轉(zhuǎn)速時，發(fā)電機軸承振動約100μm，而開機升速軸承振動僅約40μm，可以判斷滿負荷時發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生了明顯的熱變形。國產(chǎn)600MW機組勵磁滑環(huán)轉(zhuǎn)子前端都是通過對輪直接連接在發(fā)電機轉(zhuǎn)子后端，勵磁滑環(huán)轉(zhuǎn)子后端用9穩(wěn)定軸承支撐。東方機組9軸承沒有安裝振動測點，而上海和哈爾濱600MW機組9軸承一般也安裝了兩個軸振動和一個軸瓦垂直振動共三個測點。從我省運行的幾臺600MW機組情況看，9軸振動一般都較大，基本上在80～100μm，且振動不穩(wěn)定，運行一段時間后，振動逐步增加。9軸振動相位基本一致，振動以工頻和2倍頻分量為主。在對輪上加重方便，但對降低9軸振動效果不理想，最好是在離9瓦較近的風(fēng)扇葉輪上加重，加重滯后角約為0～20176。，靈敏度約為8～10克/μm。　 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。勵磁滑環(huán)短軸處于軸系最末端，且質(zhì)量較輕，還容易受到發(fā)電機轉(zhuǎn)子的影響。除受發(fā)電機轉(zhuǎn)子和勵磁滑環(huán)短軸本身平衡影響之外，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子與勵磁滑環(huán)轉(zhuǎn)子連接中心狀況不佳時，9軸頸處晃度將較大，這時9軸振動會偏大。另外，由振型曲線可見，發(fā)電機前后密封瓦基本位于發(fā)電機轉(zhuǎn)子長度1/5/6位置，即三階振型最高點也是最靈敏的位置，由于密封瓦間隙小，～，運行中很容易與發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生動靜碰磨導(dǎo)致發(fā)電機振動變化，從而影響到9振動。對于雙流環(huán)結(jié)構(gòu)的密蜂瓦，密封油溫度升高時，不僅發(fā)電機本身8的振動減小，而且9振動也明顯降低。3機組3000r/min及帶負荷時，勵磁滑環(huán)短軸9軸振動較大，且以50Hz的工頻分量為主。停機后，7月7日在勵磁滑環(huán)風(fēng)扇加重160克，帶負荷后9軸振動都有一定程度降低。7月25日在勵磁滑環(huán)風(fēng)扇再次加重125克，帶負荷后9軸振動降低到80μm（如表15）。 表15 勵磁滑環(huán)短軸高速動平衡 μm/176。工 況7x7y8x8y9x9y6月27日9:19364MW原始通頻67595753107127工頻47/21942/28731/6442/16869/64118/1737月9日9:06384MW加160克通頻676450478497工頻48/21044/28219/6130/17052/5389/1727月31日9:00458MW加125克通頻716542436880工頻51/21648/2914/6921/19036/4671/177調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機密封油溫度和勵磁電流對9軸振動影響很大，當(dāng)密封油溫度在55℃左右時，9軸振動相對較??；而當(dāng)密封油溫度降低到45℃左右時，9軸振動可以增加30～45μm左右，這可能與密封瓦發(fā)生碰磨對軸系尾段的影響有關(guān)。圖39是電廠3機組負荷360MW時，軸振動9x與發(fā)電機密封油溫度關(guān)系曲線。圖39 發(fā)電機密封油溫度對9軸振動影響由于受發(fā)電機轉(zhuǎn)子剛度不對稱影響，7～9軸振動含有較大的倍頻成分，工頻與2倍頻分量基本上各為50%（圖40）。當(dāng)工頻分量降低時，2倍頻分量同時減小，這時整個通頻振動也隨之降低。圖40 9軸振動頻譜圖。600MW汽輪發(fā)電機組軸系低頻振動特性研究 600MW汽輪發(fā)電機組低頻振動情況3機組低頻振動情況2007年4月11日，電廠3機負荷600MW時，順序閥運行，高壓調(diào)門開度GVGVGVGV4分別為100%、%、100%、100%，、℃（℃），3軸振動和軸承溫度見表16，振動變化曲線見圖41。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。表16 湘潭3機滿負荷順序閥運行振動跳動情況1x1y2x2y3x3y通頻(μm)工頻(μm/176。)低頻(μm)5瓦溫(℃)70/8175/8777/83圖41 滿負荷時高中壓轉(zhuǎn)子軸振動變化情況圖42 滿負荷時高中壓轉(zhuǎn)子軸振動低頻分量和頻譜 B廠1機組低頻振動情況2007年7月4日鯉魚江B廠1機組負荷603MW，℃，高壓調(diào)門GVGVGV3開度100%、%。從軸振動變化曲線（圖43）和頻譜圖（圖44）可以看出，高中壓轉(zhuǎn)子軸振動2y跳動較大，最大值達近20μm，但軸振動總幅值較?。ū?7），振動對機組運行安全也是沒有威脅的。表17 B廠1機滿負荷順序閥運行振動跳動情況1x1y2x2y3x3y通頻(μm)182233462639工頻(μm/176。)6/2438/1552/610/2558/30719/210低頻(μm)2～84～1～4瓦溫(℃)79/8273/8383圖43 滿負荷時高中壓轉(zhuǎn)子軸振動變化情況圖44 滿負荷時高中壓轉(zhuǎn)子軸振動低頻分量和頻譜 600MW汽輪發(fā)電機組低頻振動的影響因素大型汽輪發(fā)電機組低頻振動影響機組正常運行的穩(wěn)定性，表現(xiàn)為高中壓轉(zhuǎn)子軸振動的跳動，主要與兩個因素有關(guān)：一是油膜及軸瓦的穩(wěn)定性，它表示抑制振動的能力；二是外界干擾因素大小，如轉(zhuǎn)子動平衡質(zhì)量如何、調(diào)門控制方式、汽流激振力大小等。600MW機組高中壓轉(zhuǎn)子2軸承一般都是采用可傾瓦，根據(jù)軸頸中心位置瓦塊是可以自由擺動調(diào)整的。如忽略摩擦阻力的影響，油膜只有一個向心的支持力，沒有一般橢圓瓦上的切向油膜失穩(wěn)力。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。600MW汽輪發(fā)電機組蒸汽參數(shù)高，尤其超臨界機組汽溫、汽壓相比亞臨界機組都上了一個更高的等級。單閥運行時各個調(diào)門進汽量是均勻的，對轉(zhuǎn)子的切向作用力的合力為零，只產(chǎn)生一個扭矩對轉(zhuǎn)子做功。當(dāng)采用順序閥運行時，各個高壓調(diào)門的開度是不一致的，對轉(zhuǎn)子作用力的合成后不僅有一個做功的力矩，還有一個通過轉(zhuǎn)子中心的作用力；由于汽缸變形或偏移等各種原因，當(dāng)轉(zhuǎn)子中心與汽缸中心不重合時，各級葉輪中也會產(chǎn)生通過轉(zhuǎn)子中心的作用力（圖45），它們都會激發(fā)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生低頻振動。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸振動工頻分量較大時，由于干擾力較大，激發(fā)起來的低頻振動將更嚴重。 低頻振動的處理措施現(xiàn)場控制低頻振動的措施主要有二：一是調(diào)整運行方式—調(diào)門控制方式由順序閥改為單閥進汽，改變調(diào)門開啟順序、調(diào)門開度和調(diào)門之間的重疊度；二是提高系統(tǒng)阻尼—提高潤滑油溫度降低油粘度，減小2瓦頂部間隙，增加2軸承載荷；調(diào)整通流徑向間隙。 高調(diào)門不同控制方式對軸振動和軸瓦溫度的影響上海600MW汽輪機4個高壓調(diào)門布置如圖46，Ⅲ、Ⅳ調(diào)門位于左上和右上角，同時最先開啟；Ⅰ調(diào)門在左下角，其次開啟；Ⅱ調(diào)門位于右下角，最后開啟；調(diào)門開啟時，各個調(diào)門之間有一定的重疊度。06年11月15日在電廠4機組上進行了單閥與順序閥切換試驗，試驗時負荷為410MW。15:46負荷409MW開始單閥切換為順序閥控制，負荷最高波動到426MW，15:51切換完畢后負荷410MW。2軸承左瓦塊溫度升高、右瓦塊溫度降低，2軸振動x減小、軸振動y增加。16:42負荷410MW開始順序閥切換為單閥，負荷最多下降到391MW，16:41切換完畢，負荷穩(wěn)定在410MW。上述單閥、順序閥相互切換過程中，高中壓轉(zhuǎn)子振動（圖47）和2軸瓦金屬溫度變化較大，其他軸承金屬溫度和振動基本穩(wěn)定，具體數(shù)據(jù)見表18。表18 單閥、順序閥切換過程瓦溫和振動變化15:43單閥運行16:15順序閥運行16:57單閥運行Ⅰ高壓調(diào)門開度30%40%30%Ⅱ高壓調(diào)門開度30%1%30%Ⅲ高壓調(diào)門開度30%100%30%Ⅳ高壓調(diào)門開度30%100%30%1軸承左瓦塊溫度℃℃℃1軸承右瓦塊溫度℃℃℃2軸承左瓦塊溫度℃73℃℃2軸承右瓦塊溫度℃℃℃3軸承左瓦塊溫度70℃70℃70℃3軸承右瓦塊溫度℃℃℃軸振動1x(μm/176。) 軸振動1y(μm/176。) 軸振動2x(μm/176。) 軸振動2y(μm/176。) 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℃)。從上述高壓調(diào)門不同控制方式可知，汽輪機高壓調(diào)門單閥控制時，Ⅰ～Ⅳ四個調(diào)門開度都是30%，開度一致。蒸汽在噴嘴內(nèi)做功產(chǎn)生的切向力F1～F4大小相等，F(xiàn)1與FF2與F4切向力的方向相反，四個切向力合成后的合力為零，沒有對瓦塊產(chǎn)生額外的作用力，僅產(chǎn)生一個扭矩推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功（圖48）。當(dāng)汽輪機高壓調(diào)門采用順序閥控制以后，上部的Ⅲ、Ⅳ兩個調(diào)門開度都為100%全開，左下位置的Ⅰ調(diào)門開度僅40%，而右下的Ⅱ調(diào)門全關(guān)沒有開啟。蒸汽在Ⅰ噴嘴內(nèi)做功產(chǎn)生的切向力F1’比相同負荷下單閥時的作用力F1小，Ⅱ噴嘴內(nèi)沒有蒸汽通過切向力F2’為0，蒸汽在Ⅲ、Ⅳ噴嘴內(nèi)做功產(chǎn)生的切向力F3’、F4’比相同負荷下單閥時的作用力FF4更大。這時四個蒸汽作用力F1’～F4’合成以后，不僅產(chǎn)生一個扭矩推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（圖49），而且在右45176。即軸振y方向產(chǎn)生一個試圖使轉(zhuǎn)子離開左瓦塊的力，減輕了左瓦塊負載；在左45176。即軸振x方向產(chǎn)生一個力使轉(zhuǎn)子進一步壓緊右瓦塊，加重了右瓦塊負載。瓦塊上的負載變化表現(xiàn)在瓦溫方面即是左瓦塊溫度降低，右瓦塊溫度升高。由于轉(zhuǎn)子在軸振動x方向附加了一個向下的作用力，進一步抑制了轉(zhuǎn)子在該方向的運行，使得軸振動x降低；轉(zhuǎn)子在軸振動y方向附加了一個向上的作用力，減輕了轉(zhuǎn)子在該方向運行的抑制，軸振動y相應(yīng)增加。由于高壓調(diào)門靠近1軸承而距離2軸承稍遠，作用在1軸承側(cè)的分力比2軸承側(cè)更大，所以1軸承瓦塊溫度和軸振動的變化比2軸承更大。600MW汽輪發(fā)電機組主要輔機振動研究——湘潭3機組汽動給水泵振動3機組汽動給水泵組小汽輪機系汽輪機廠引進西門子技術(shù)制造，型號為NK63/71/0，額定功率8805kW，工作轉(zhuǎn)速范圍3000～5900r/min，額定轉(zhuǎn)速5260 r/min，最高轉(zhuǎn)速6430 r/min，進汽壓力/℃。給水泵為水泵廠引進日本荏原公司技術(shù)生產(chǎn)。軸系由汽輪機轉(zhuǎn)子和給水泵轉(zhuǎn)子組成，兩個轉(zhuǎn)子之間有齒式短軸連接，軸系結(jié)構(gòu)如下圖50示。1~4軸承左右45176。x、y方向裝設(shè)Φ8mm電渦流位移傳感器測量大軸與軸承的相對振動，小汽輪機2軸承箱內(nèi)安裝的Φ8mm電渦流傳感器與短軸上的凹槽配合測量機組轉(zhuǎn)速和振動相位。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。但9月3日開始31汽泵振動增加，檢查發(fā)現(xiàn)了一些問題并進行調(diào)整后，振動有所好轉(zhuǎn)。9月22日振動又一次增大，23日停泵再次檢查處理，并進行了高速動平衡試驗。 31汽泵振動概況