【正文】 31汽泵振動概況。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)。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。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。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/℃。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。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。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。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。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。) 軸振動2y(μm/176。) 軸振動1y(μm/176。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。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。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。 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。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。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。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。)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。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，但軸振動總幅值較小（表17），振動對機組運行安全也是沒有威脅的。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。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。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。 表15 勵磁滑環(huán)短軸高速動平衡 μm/176。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。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。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。　 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。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。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。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。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。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。由于7瓦振相位角相差120176。表14 1機組定速3000r/min和滿負荷振動數(shù)據(jù) 單位: μm/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。E廠1機組是東方汽輪機廠、電機股份有限公司制造的超臨界600MW機組。從6月9日開機升速特性曲線看（圖335），一階臨界轉(zhuǎn)速下8軸承振動有所降低，但二階臨界轉(zhuǎn)速峰值非常明顯。891/11061/349663/15701/71240/321540/354圖32 動平衡前發(fā)電機8軸承振動升速、超速特性曲線圖33 動平衡前發(fā)電機8軸承振動熱態(tài)降速特性曲線圖34 動平衡后發(fā)電機8軸承振動升速特性曲線圖35 動平衡前發(fā)電機7y、8y軸振動升速特性曲線停機后，6月6日于鍵相順轉(zhuǎn)向120176。599/14619/5194/11331/8865/343279/3:47404MW/3047A27692472461619/26659/11615/28563/13442/34314/351影響系數(shù)/176。動平衡前7x7y8x8y7v8v:053000r/min29772478292223/28065/14115/28370/14128/421/12:07400MW/2976A5211936118613545/265111/12627/272113/12858/433/359:55399MW/2971A4910734111553041/26599/12925/270106/13153/628/4動平衡后7x7y8x8y7v8v:553000r/min133016261566/33112/16310/7610/20713/3423/166影響系數(shù)/176。說明發(fā)電機在前后端部發(fā)生了同相熱變形，而不是發(fā)生在中部或前后端部的反對稱熱變形。7v(軸承垂直)8v(軸承垂直)升速980r/min(一階臨界) 升速2540r/min 熱態(tài)降速980r/min 3000 r/min 3260 r/min 動平衡后升速980r/min 動平衡后升速2545r/min 7y軸振動8y軸振動770～746r/min46 39/13256 45/853000 r/min61 50/15258 49/155在額定轉(zhuǎn)速和帶400MW負荷時，發(fā)電機8軸承和軸振動見下表13?？梢姡ぷ鬓D(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。實測發(fā)電機8軸承振動升速和超速特性曲線見圖32，可見一階臨界轉(zhuǎn)速下有明顯峰值，二階臨界轉(zhuǎn)速不明顯，轉(zhuǎn)速在3260～3280r/min也存在明顯峰值；而7y、8y軸振動僅在770r/min下存在峰值。同樣可以算出，在發(fā)電機前后外伸端同時加重，即在低發(fā)對輪和勵磁滑環(huán)風(fēng)扇加重，不僅會激起一、三階振型分量，也會激起二階振型分量。表11 不同軸向位置加重時各階振型系數(shù)b1b2b3X=L/6X=L/6X=L/4P/mgL2P/mgLP/mgLX=L/3P/mgLP/mgL0X=L/22P/mgL02P/mgLX=2L/3P/mgLP/mgL0X=3L/4P/mgL2P/mgLP/mgLX=5L/6X=7L/6如果在發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩端大套箍上同相加重，即在距離7軸承L/3L/4位置同時加重，可以算出加重對各階振型的系數(shù)為：；；。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)。平衡三階振型時，必須在轉(zhuǎn)子前后兩端大套箍上同相、中部反相同時加重。根據(jù)動撓度曲線，實際動平衡工作中，平衡發(fā)電機轉(zhuǎn)子一階振型時，一般在轉(zhuǎn)子中部或兩端大套箍上同相加重。通過上式可以得到轉(zhuǎn)子通過前面三階臨界轉(zhuǎn)速時的動撓度曲線（圖31）。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)。472克/30176。5V6V5y6y原始振動(3000r/min)//674075/34267/16960/27227/99加重后振動(3000r/min)//363410/2829/4831/22625/326影響系數(shù)50克/10um48克/10um77克/10um計算加重372克/7176。、6軸承側(cè)平衡槽加重350克/白逆150176。參考同類項機組情況，6軸承振動滯后角取120176。圖30 Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子6軸承振動轉(zhuǎn)速特性曲線3000r/min時，6軸承振動較大，分別為75μm /342176。而轉(zhuǎn)速在2990r/min時，6軸承振動都存在共振峰值，這一轉(zhuǎn)速前后軸承振動相位變化較快，6軸承振動相位基本相反，2990r/min可以認為是Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子在軸系中的二階臨界轉(zhuǎn)速。而在機組運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子都是接入軸系的，轉(zhuǎn)子前后對輪都與其他轉(zhuǎn)子相對應(yīng)對輪互相約束，這勢必改變了單轉(zhuǎn)子時的振型空間曲線，高速動平衡時所加平衡重量可能就不合適了，這也是東方汽輪機6軸承振動偏往往大的原因之一。 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。A低壓轉(zhuǎn)子4軸承側(cè)分別加重150克，9瓦外側(cè)平衡盤加重合成以后，另外再加315克，處理后的數(shù)據(jù)見表9和圖29（5月20日1：16）。加重后機組振動見表8和圖28（2月11日1：07）表8 B低壓轉(zhuǎn)子和9軸承動平衡后振動 單位: μm/176。、6軸承側(cè)加重360克∠110176。表7 1機組整套啟動3000r/min時振動 單位: μm/176。圖26 D3機低壓轉(zhuǎn)子軸承振動升速特性曲線B廠1機組2月7日首次啟動，經(jīng)過兩次啟停磨合，8日第三次啟動后定速3000r/min，8:11機組振動見表7。工作轉(zhuǎn)速下，Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子、Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子振動都是以反對稱分量為主，相鄰的5軸振動相位相近，5軸承之間的接長短軸可以看成一根剛性轉(zhuǎn)子，軸系振型曲線如下圖。工 況3x4x4V5x6x6V3月7日23:223000r/min原始47/32622/106:41低壓Ⅰ加重3000r/min45