【正文】 9月22日振動(dòng)又一次增大，23日停泵再次檢查處理，并進(jìn)行了高速動(dòng)平衡試驗(yàn)。1~4軸承左右45176。由于高壓調(diào)門靠近1軸承而距離2軸承稍遠(yuǎn)，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(dòng)的變化比2軸承更大。即軸振y方向產(chǎn)生一個(gè)試圖使轉(zhuǎn)子離開左瓦塊的力，減輕了左瓦塊負(fù)載；在左45176。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(gè)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(gè)扭矩推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功（圖48）。) 軸振動(dòng)2x(μm/176。16:42負(fù)荷410MW開始順序閥切換為單閥，負(fù)荷最多下降到391MW，16:41切換完畢，負(fù)荷穩(wěn)定在410MW。 高調(diào)門不同控制方式對軸振動(dòng)和軸瓦溫度的影響上海600MW汽輪機(jī)4個(gè)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(shí)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(shí)，各個(gè)調(diào)門之間有一定的重疊度。單閥運(yùn)行時(shí)各個(gè)調(diào)門進(jìn)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(gè)扭矩對轉(zhuǎn)子做功。600MW機(jī)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(dòng)調(diào)整的。)低頻(μm)5瓦溫(℃)70/8175/8777/83圖41 滿負(fù)荷時(shí)高中壓轉(zhuǎn)子軸振動(dòng)變化情況圖42 滿負(fù)荷時(shí)高中壓轉(zhuǎn)子軸振動(dòng)低頻分量和頻譜 B廠1機(jī)組低頻振動(dòng)情況2007年7月4日鯉魚江B廠1機(jī)組負(fù)荷603MW，℃，高壓調(diào)門GVGVGV3開度100%、%。圖40 9軸振動(dòng)頻譜圖。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(jī)密封油溫度和勵(lì)磁電流對9軸振動(dòng)影響很大，當(dāng)密封油溫度在55℃左右時(shí)，9軸振動(dòng)相對較?。欢?dāng)密封油溫度降低到45℃左右時(shí)，9軸振動(dòng)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)。3機(jī)組3000r/min及帶負(fù)荷時(shí)，勵(lì)磁滑環(huán)短軸9軸振動(dòng)較大，且以50Hz的工頻分量為主。勵(lì)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(jī)轉(zhuǎn)子的影響。9軸振動(dòng)相位基本一致，振動(dòng)以工頻和2倍頻分量為主。比較圖37中甩負(fù)荷發(fā)電機(jī)停機(jī)降速特性曲線和9日6:42開機(jī)升速特性曲線，停機(jī)降速經(jīng)過一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)軸承振動(dòng)約100μm，而開機(jī)升速軸承振動(dòng)僅約40μm，可以判斷滿負(fù)荷時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生了明顯的熱變形。左右，當(dāng)7瓦振動(dòng)增加時(shí)，6瓦振動(dòng)出現(xiàn)明顯下降現(xiàn)象。從10月7日15:53定速3000r/min，到16:31并網(wǎng)帶負(fù)荷，再到10月8日6:19～8:35和9日2:00滿負(fù)荷600MW，機(jī)組振動(dòng)變化見表14和圖36。在額定轉(zhuǎn)速和負(fù)荷400MW時(shí)，發(fā)電機(jī)軸振動(dòng)和軸承振動(dòng)都有明顯降低，即說明三階振型分量已經(jīng)得到充分平衡。應(yīng)加重量克/176。表13 帶負(fù)荷發(fā)電機(jī)振動(dòng)變化和動(dòng)平衡計(jì)算 μm /176。表12 有關(guān)轉(zhuǎn)速下發(fā)電機(jī)軸承振動(dòng)和軸振動(dòng) μm /176。 B廠1機(jī)組發(fā)電機(jī)三階動(dòng)平衡實(shí)例B廠1機(jī)組發(fā)電機(jī)一階臨界轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)值984r/min，二階臨界轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)值2676r/min。試加重量引起的各階振型分量都在同一個(gè)平面內(nèi)，用求取傅立葉系數(shù)的辦法，求出不同軸向位置加重的各階振型系數(shù)見表11（P試加重量，m單位軸長質(zhì)量，L轉(zhuǎn)子跨距）。平衡二階振型時(shí)，一般只能在轉(zhuǎn)子兩端大套箍上反相加重。轉(zhuǎn)子動(dòng)撓度曲線一般為空間曲線，汽輪發(fā)電機(jī)組各個(gè)轉(zhuǎn)子一般處于一、二階臨界轉(zhuǎn)速之間，只有600MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子處于二、三階臨界轉(zhuǎn)速之間，現(xiàn)場動(dòng)平衡考慮前面三階振型的平衡就足夠。325克/6176。Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子5軸承側(cè)平衡槽加重350克/白順30176。轉(zhuǎn)子二階臨界轉(zhuǎn)速與設(shè)計(jì)值比較下降較多，也說明Ⅱ低壓缸剛度較差。制造廠內(nèi)單轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡時(shí)，過長的外伸端產(chǎn)生擾動(dòng)對動(dòng)平衡質(zhì)量影響較大。 測點(diǎn)234569X91486559346226/35140/118/292Y92/50/9185/34//⊥42982/29720/239圖28 B低壓轉(zhuǎn)子和9軸承動(dòng)平衡后機(jī)組軸振升速特性圖在帶負(fù)荷試運(yùn)期間，A低壓轉(zhuǎn)子軸承振動(dòng)增大，9軸振動(dòng)不穩(wěn)定，對A低壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡處理，調(diào)整，并重新調(diào)整平衡重量。123456789X99128713618792/354118/75162/48Y19331271063419365/64120/205178/182⊥661417/23455/29B低壓轉(zhuǎn)子5軸承側(cè)加重360克∠70176。由于兩個(gè)低壓轉(zhuǎn)子加重時(shí)相互影響，一個(gè)轉(zhuǎn)子上平衡加重時(shí)，必須考慮另一個(gè)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)變化，必要時(shí)可以在兩個(gè)轉(zhuǎn)子上同時(shí)加重。表6 低壓轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡 μm/176。再次啟動(dòng)升速到3000r/min時(shí)，Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子振動(dòng)還是較大，且Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子4軸承振動(dòng)也明顯增加了（表6）。轉(zhuǎn)速3000r/min時(shí)，4軸承振動(dòng)和軸振動(dòng)下降明顯，但Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子振動(dòng)卻增大不少。D廠3機(jī)組3000r/min及帶負(fù)荷時(shí)，Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子軸承振動(dòng)和Y向絕對振動(dòng)偏大，分析得知Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子可能存在一定的二階不平衡分量。～20176?！?40176?！?0176?！?0176。目前大型機(jī)組中，工作轉(zhuǎn)速下主要發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子呈現(xiàn)出三階振型。 根據(jù)相頻特性曲線（圖25），當(dāng)一階臨界轉(zhuǎn)速下振動(dòng)較大，選取的平衡轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速之前時(shí)，對稱試加重量的滯后角應(yīng)小于90176。 試加重量圓周角度的確定目前經(jīng)常采用的脈沖測量基頻振動(dòng)相位，其基本原理是：在轉(zhuǎn)子上貼一條反光帶或者開挖一個(gè)鍵相槽，采用光電傳感器或電渦流傳感器產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)速完全同步的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)前沿與振動(dòng)信號(hào)高點(diǎn)之間的距離，即為振動(dòng)相位。對于沒有參考數(shù)據(jù)的機(jī)組，也可以按照下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出試加重量：P—轉(zhuǎn)子某側(cè)試加重量，kg；α—靈敏系數(shù)；m—轉(zhuǎn)子質(zhì)量，kg；Ao—原始振幅，μm；R—加重半徑，m。當(dāng)然，如果僅僅軸系中某一點(diǎn)振動(dòng)較大，也可以在振動(dòng)大點(diǎn)附近單面加重?，F(xiàn)場動(dòng)平衡能夠順利完成的關(guān)鍵有三點(diǎn)：第一，加重面即軸向位置的選取；第二，試加重量大小確定；第三，試加重圓周角度的確定。甚至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子熱態(tài)下的可能產(chǎn)生變形?？紤]最大振動(dòng)幅值以及機(jī)組在新情況下是否穩(wěn)定之后，再?zèng)Q定采取什么措施。600MW及300MW機(jī)組一般以各個(gè)軸承附近測得的軸振動(dòng)峰峰值來評(píng)價(jià)機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)，普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)為：軸振動(dòng)76μm以內(nèi)為優(yōu)良，125μm是報(bào)警值，254μm停機(jī)。嚴(yán)重碰磨時(shí)，振動(dòng)發(fā)生時(shí)間十幾分鐘到數(shù)十分鐘，軸振動(dòng)幅值大幅度增加，這種情況汽輪發(fā)電機(jī)組上也容易出現(xiàn)。（4）發(fā)生嚴(yán)重碰磨振動(dòng)時(shí)，在振動(dòng)高點(diǎn)聚集大量熱量摩擦部位迅速膨脹，轉(zhuǎn)子發(fā)生輕微彎曲變形，導(dǎo)致振動(dòng)幅值不再波動(dòng)而是快速增加，相位變化略小于機(jī)械滯后角。（2）動(dòng)靜碰磨發(fā)生時(shí)，在某一轉(zhuǎn)速下停留一段時(shí)間后工頻振動(dòng)幅值和相位應(yīng)有明顯變化。通過連續(xù)的計(jì)算過程，在任一時(shí)刻i可以根據(jù)轉(zhuǎn)子上一個(gè)時(shí)刻i1計(jì)算出轉(zhuǎn)子的同步振動(dòng)，可表達(dá)為：式中：方程（10）描述了一種螺旋形振蕩的同步振動(dòng)模態(tài)，當(dāng)在值i時(shí)Bi≥360時(shí)變化一周，需要完成一周的相位取決于初始相位滯后角α0，而α0又取決于工作轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速的程度，越接近臨界轉(zhuǎn)速α0值越大，完成一周的時(shí)間就越短。假定熱彎曲PT是已知的，并隨時(shí)間t變化，在沒有摩擦的情況下，由方程(1)描述的轉(zhuǎn)子振動(dòng)僅由初始不平衡引起，即：其幅值和相位為：角度δ+α0是由鍵相傳感器測得的高點(diǎn)位置。轉(zhuǎn)子上原始不平衡位置是不變的，摩擦產(chǎn)生的熱不平衡B、B1是逆轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)的，當(dāng)熱不平衡旋轉(zhuǎn)到與原始不平衡A同相時(shí)，疊加后振動(dòng)最大；當(dāng)熱不平衡旋轉(zhuǎn)到與原始不平衡A反相時(shí)，疊加后振動(dòng)最小。動(dòng)靜部分接觸后，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子增加了一個(gè)支撐點(diǎn)，剛度必然增加，轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速有可能變化。 機(jī)組動(dòng)靜碰磨振動(dòng)的理論分析動(dòng)靜碰磨時(shí)，轉(zhuǎn)子除正常受力外，還通過接觸點(diǎn)m受到靜止部件的徑向作用力N和逆轉(zhuǎn)動(dòng)方向的摩擦力f（圖5）。（4）振動(dòng)時(shí)域波形存在截頂現(xiàn)象。由于受到?jīng)_擊和一些非線性因素影響，可能會(huì)出現(xiàn)少量低頻、倍頻和高頻成分。（2）由于管道的作用力使汽缸跑偏，汽缸上下、左右溫差過大導(dǎo)致汽缸變形，或汽缸膨脹不均。根據(jù)摩擦引起振動(dòng)幅值的不同，可以分為一般碰磨、嚴(yán)重碰磨和劇烈碰磨。根據(jù)接觸部位多少，可以分為部分碰磨和全周碰磨；根據(jù)摩擦發(fā)生不同的時(shí)間段，可以分為早期碰磨、中期碰磨和晚期碰磨。二階振型出現(xiàn)的碰磨對一階振型的殘余不平衡未造成大的影響，降速時(shí)一階臨界的振動(dòng)沒有發(fā)生大的變化。(4)劇烈碰磨振動(dòng)分析揭蓋之后，根據(jù)碰磨情況結(jié)合振動(dòng)數(shù)據(jù)對突發(fā)振動(dòng)進(jìn)行分析?？紤]到低壓內(nèi)缸整體往上調(diào)的難度較大，、。在內(nèi)缸內(nèi)側(cè)螺絲全緊、外側(cè)螺絲緊1/3以上的情況下消除法蘭間隙，用拉鋼絲的方法測量缸體變形。揭缸過程中檢查：轉(zhuǎn)子葉片完好，沒有斷葉片現(xiàn)象；軸承狀態(tài)良好，沒有缺陷；對輪連接正常，未松動(dòng)；缸體內(nèi)無異物。碰磨通常有一定的時(shí)間過程，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生這樣的大振動(dòng)很少見。出現(xiàn)這一情況有以下幾種可能性：一是葉片突然斷裂，當(dāng)葉片本身存在材料缺陷，離心力增大到一定值后突然斷裂，掉下一塊則轉(zhuǎn)子將失去平衡；二是葉片發(fā)生了動(dòng)靜碰撞，葉片掉出一塊，使轉(zhuǎn)子失衡；三是葉片固定端存在間隙，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高離心力增大到一定量值后，突然飛出一定的距離，使轉(zhuǎn)子失衡。一般隨著離心力加大，逐步變形錯(cuò)位，激振力是慢慢增加的。d、油膜失穩(wěn)或油膜振蕩會(huì)引起軸承出現(xiàn)大振動(dòng)，但出現(xiàn)這一故障時(shí)它有一個(gè)發(fā)生、發(fā)展的過程，通常這一過程的時(shí)間要15秒以上。b、突發(fā)振動(dòng)后，4軸承振動(dòng)主要是轉(zhuǎn)速分量，低頻和高頻分量極小。表5 再次開機(jī)Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子軸振動(dòng) μm/176。r/min通頻工頻μm/176。r/min通頻μm工頻μm/176。根據(jù)機(jī)組DCS記錄的振動(dòng)曲線(圖17)，轉(zhuǎn)速3287 r/min時(shí)3x為237μm、 3y為332μm 、4x為312μm 、4y為248μm。 D廠3機(jī)組劇烈碰磨振動(dòng)事例（1）劇烈碰磨振動(dòng)發(fā)生過程D廠3機(jī)組整套啟動(dòng)第一次沖轉(zhuǎn)于2006年2月10日2:38開始，9:30第一次到達(dá)3000r/min。從2機(jī)組安裝數(shù)據(jù)查得，2瓦處電建安裝的軸封間隙偏?。ā１? 2機(jī)組前三次沖轉(zhuǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù) 單位: μm/176。18日19:12時(shí)機(jī)組進(jìn)行第二次沖轉(zhuǎn)，機(jī)組轉(zhuǎn)速在1320r/min時(shí)，2Y、3X軸振 增大到160μm ，降速再降速,最后降到600r/min也無法控止振動(dòng)減小或穩(wěn)定，手動(dòng)打閘停機(jī)（其升速振動(dòng)數(shù)據(jù)見表2）。，由于分別受主油泵和3軸承影響，、。碰磨過程中，軸振動(dòng)2y相位角在31～156176。在5:7:011:32出現(xiàn)了三次大的振動(dòng)峰值，從18:40開始，振動(dòng)連續(xù)爬升兩個(gè)臺(tái)階，19:58開始高中壓轉(zhuǎn)子軸振動(dòng)快速增加(2y120μm)，20:09軸振動(dòng)1y、2y分別達(dá)18237μm打閘停機(jī)。高中壓轉(zhuǎn)子2軸振動(dòng)在5月30日和31日兩次出現(xiàn)振動(dòng)增大的現(xiàn)象，前一次導(dǎo)致打閘停機(jī)盤車4小時(shí)，后一次不得不降低轉(zhuǎn)速到2000r/min維持暖機(jī)轉(zhuǎn)速磨合運(yùn)行。勵(lì)磁機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，停機(jī)后用塞尺檢查風(fēng)檔、揭開勵(lì)磁機(jī)兩邊風(fēng)檔和6軸承前后油檔上半部分檢查，軸相應(yīng)位置沒有發(fā)現(xiàn)磨損痕跡。表1 勵(lì)磁機(jī)6軸承水平振動(dòng) μm/176。振動(dòng)變化周期約2小時(shí)左右，振動(dòng)幅值絕大部分時(shí)間在50μm以內(nèi)變化，只有一次約早晨5:00幅值最大達(dá)110μm，相位約增加100176。汽輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)靜碰磨振動(dòng)試驗(yàn)研究隨著汽輪發(fā)電機(jī)組向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，對機(jī)組效率的要求也不斷提高，汽輪機(jī)動(dòng)靜間隙越來越小；另外，由于設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行等多種因素也會(huì)影響汽輪機(jī)通流間隙的變化。 此外，一般密封瓦碰磨對發(fā)電機(jī)振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生較大影響，甚至對附近其他測點(diǎn)振動(dòng)也有明顯影響。除加重形式、軸向位置選取和加重大小外，現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)最關(guān)鍵的是試加重角度的確定，即振動(dòng)滯后角的選取。理論上平衡三階振型必須有三個(gè)加重面，但現(xiàn)場不抽轉(zhuǎn)子的情況下顯然并不具備這一條件。軸系中轉(zhuǎn)子之間的這種相互影響，在現(xiàn)場振動(dòng)處理工作中，必須對軸系各個(gè)轉(zhuǎn)子振動(dòng)進(jìn)行全面考慮，以使各個(gè)測點(diǎn)振動(dòng)值都在要求范圍內(nèi)。項(xiàng)目具體研究內(nèi)容為：（1）之前300MW機(jī)組各個(gè)轉(zhuǎn)子及支撐系統(tǒng)特性差別較大，現(xiàn)場動(dòng)平衡時(shí)在某個(gè)轉(zhuǎn)子本體加重對相鄰轉(zhuǎn)子其他振動(dòng)測點(diǎn)的影響很小，基本上相當(dāng)于單轉(zhuǎn)子平衡。項(xiàng)目研究主要