【正文】 7945/122:00低壓Ⅱ試加重3000r/min2822/3565649/19930/2296357/2016352/35830/41:43低壓Ⅱ加重3000r/min2617/3034236/15912/3234945/2043013/1611/903機(jī)組Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子、Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速都接近于1700r/min，實(shí)際軸承振動升速特性曲線見圖25。)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。計(jì)算并綜合考慮后，調(diào)整Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子加重為：6軸瓦端2孔(0176。)位置分別加重351克。繼續(xù)在Ⅱ低壓轉(zhuǎn)子6軸瓦端10孔(逆轉(zhuǎn)向80176。)。根據(jù)振動幅值和相位推算，同時在Ⅰ低壓轉(zhuǎn)子3瓦端加重450克/30孔(順轉(zhuǎn)向80176。現(xiàn)場動平衡時，在其中一個轉(zhuǎn)子上加重，可能會對相鄰的另一個低壓轉(zhuǎn)子振動產(chǎn)生顯著影響，這時必須兩者兼顧，或者兩個轉(zhuǎn)子同時加重進(jìn)行平衡。300MW及以下容量機(jī)組，由于各個轉(zhuǎn)子振動特性和各個支持軸承剛度差別較大，一般在轉(zhuǎn)子本體加重只影響該轉(zhuǎn)子兩側(cè)軸承振動和軸振動，對其他轉(zhuǎn)子測點(diǎn)振動影響有限，現(xiàn)場動平衡的實(shí)質(zhì)還是單轉(zhuǎn)子的平衡。勵磁滑環(huán)工作轉(zhuǎn)速下軸振動0176。工作轉(zhuǎn)速三階振型外伸端加重40176。工作轉(zhuǎn)速二階振動120176。(上汽)。(哈汽、東方)；工作轉(zhuǎn)速軸承振動120176。低壓轉(zhuǎn)子二階共振轉(zhuǎn)速低于工作轉(zhuǎn)速，軸承振動120176。工作轉(zhuǎn)速下二階軸振動30176。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子里面加重困難較大，一般情況下選擇在低發(fā)對輪和勵磁滑環(huán)風(fēng)扇平衡槽對稱加重平衡其三階分量。；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。；反之，當(dāng)選取的平衡轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速之后時，對稱試加重量的滯后角應(yīng)大于90176。公式右側(cè)四項(xiàng)中，前面三項(xiàng)都是確定的，只有第四項(xiàng)的滯后角是需要選取的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由振動相位的定義，可以根據(jù)下列公式計(jì)算得出試加重量圓周角度：Φ=θ+90180α。當(dāng)然，通過長期的動平衡實(shí)踐，同型號機(jī)組轉(zhuǎn)子加重的影響系數(shù)是可以互相參考和借鑒。ω—平衡轉(zhuǎn)速，rad/s。試加重量大小可以參考同類型機(jī)組影響系數(shù)，依據(jù)原始振動值計(jì)算后得出，這時基本可以按照計(jì)算得出的重量進(jìn)行試加。這種按照振型試加重量的方法加重靈敏度高，計(jì)算簡單。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(jìn)行平衡。 試加重量軸向位置的選取根據(jù)升速過程機(jī)組振動變化情況，如果轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速下振動較大，平衡轉(zhuǎn)速可以取臨界轉(zhuǎn)速或臨界轉(zhuǎn)速前面200～300r/min，在該轉(zhuǎn)子中部單獨(dú)加重或在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)前后端面同時試加對稱重量進(jìn)行平衡。600MW機(jī)組啟動一次需要花費(fèi)數(shù)十萬元，現(xiàn)場動平衡時電廠希望盡可能減少啟動次數(shù)，最好一次成功，這對從事振動現(xiàn)場處理的工作人員提出了更高要求。上述因素都有可能需要在現(xiàn)場對軸系重新進(jìn)行平衡。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(jī)端蓋軸承剛度都很差，導(dǎo)致軸承振動的響應(yīng)靈敏度高。600MW汽輪發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場動平衡方法研究由于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在制造廠內(nèi)僅進(jìn)行單轉(zhuǎn)子高速動平衡，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也只與勵磁滑環(huán)一起完成高速平衡。它規(guī)定：在同樣的位置和方向、近似相同的機(jī)組工況下，如果轉(zhuǎn)軸振動幅值顯著變化，其相對于基線值的變化量超過區(qū)域B上限值（125μm）的25%即31μm，不論振動幅值增大還是減小，都應(yīng)該采取措施查明變化原因。這是人們熟悉的常用的GB/Ⅰ—振動幅值的大小，電廠一般要求機(jī)組軸振動能夠控制在100μm以內(nèi)。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。劇烈碰磨發(fā)生時，短短幾秒鐘軸振動增加到保護(hù)值以上而使機(jī)組跳機(jī)。在現(xiàn)場接觸較多的是一般碰磨振動，持續(xù)時間長達(dá)數(shù)天甚至更長，振動波動周期一小時到幾個小時。這時必須果斷打閘停機(jī)，以免損壞主設(shè)備。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)。這是判斷一般碰磨振動發(fā)生的主要依據(jù)。目前，電廠在注重安全生產(chǎn)的同時，也大力狠抓機(jī)組節(jié)能，提出“一次開出的機(jī)組不是好機(jī)組”的概念，即是要求通流間隙不能取要求上限，而要求取下限甚至更小值，動靜間隙依靠機(jī)組開停幾次磨合出來。圖23 升降速振動變化曲線（1）升速過程中發(fā)生動靜碰磨時，降速過程相同轉(zhuǎn)速下的振動幅值應(yīng)有明顯增加(圖23)，停機(jī)盤車時，轉(zhuǎn)子偏心值比原始值增加。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(jìn)一步增加，相位更加滯后。摩擦發(fā)生時，由于熱效應(yīng)使軸彎曲，從而產(chǎn)生新的不平衡。熱彎曲發(fā)生在軸位移高點(diǎn)處，由于熱彎曲而產(chǎn)生新的附加不平衡與原始不平衡合成后又作用到轉(zhuǎn)子上，在第一臨界轉(zhuǎn)速以下，重點(diǎn)與高點(diǎn)之間的角度(位移滯后于不平衡的角度)小于90℃，因此其向量和大于原始不平衡，得出合成向量后，根據(jù)滯后角又得到轉(zhuǎn)子位移新的高點(diǎn)。轉(zhuǎn)子綜合不平衡相當(dāng)于逆轉(zhuǎn)動方向一直在旋轉(zhuǎn)，即碰磨振動發(fā)生時，工頻振動的幅值和相位是不斷變化的，這也是現(xiàn)場判斷碰磨振動發(fā)生的主要依據(jù)。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(diǎn)H1，如此不斷循環(huán)反復(fù)下去。運(yùn)行中的轉(zhuǎn)子必然存在振動，動靜碰磨使轉(zhuǎn)子振動高點(diǎn)H處發(fā)熱后局部膨脹，引起轉(zhuǎn)子熱彎曲，從而增加一個新的不平衡力，使振動發(fā)生變化。摩擦使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱變形，工頻分量的幅值和相位不斷變化。動靜碰磨是一個十分復(fù)雜的過程，它同時存在三種物理現(xiàn)象：碰撞、摩擦和轉(zhuǎn)子剛度的增加。（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。（5）停機(jī)后盤車時，大軸晃度值比原始值大幅度增加。（3）一般碰磨時，機(jī)組振動波動的持續(xù)時間可能比較長。（2）一般摩擦振動幅值和相位具有波動特性。 機(jī)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。（3）由于質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子彎曲或軸系失穩(wěn)等導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸振動過大。碰磨通常有下列幾方面原因：（1）由于設(shè)計(jì)、安裝或檢修方面原因，動靜間隙給定值、調(diào)整值或預(yù)留值偏小。以軸振動在100μm以內(nèi)變化的稱為一般碰磨，最大軸振動達(dá)100～200μm稱為嚴(yán)重碰磨，軸振動幅值在極短時間內(nèi)增加到200～254μm以上的稱為劇烈碰磨。徑向碰磨對機(jī)組振動的影響也最大，也是本項(xiàng)目研究的重點(diǎn)。根據(jù)摩擦接觸方向，可以分為軸向碰磨和徑向碰磨。 動靜碰磨分類根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，可以分為啟動過程動靜碰磨和工作轉(zhuǎn)速下的動靜碰磨。(5)初步結(jié)論產(chǎn)生這次突發(fā)性振動的主要原因是由于＃1低壓缸缸體下沉和變形，造成轉(zhuǎn)子與汽缸上部動靜間隙消失，動靜之間產(chǎn)生了劇烈碰磨，非線性激振力短時間內(nèi)導(dǎo)致異常振動，揭缸處理后動靜之間間隙增大，再開機(jī)振動正常。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。這次瞬間突發(fā)振動是由碰撞摩擦產(chǎn)生的非線性激振力引起的異常振動，它不是通常的碰磨引起轉(zhuǎn)子熱彎曲而發(fā)生的振動，而是大碰磨力直接激振。裝復(fù)后，3月5日10時50分汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，升速過程和并網(wǎng)帶負(fù)荷振動正常。針對＃1低壓缸存在的問題，在處理的過程中對＃2低壓缸末級葉片徑向間隙作檢查，說明＃2低壓缸目前狀態(tài)良好。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。、。吊出轉(zhuǎn)子及下半隔板、下半持環(huán)后。經(jīng)測量，轉(zhuǎn)子晃度值正常未發(fā)生彎曲。部分汽封片碰磨后尖齒處存在裂紋。為了摸清突發(fā)振動后缸內(nèi)的實(shí)際狀況，了解突發(fā)振動產(chǎn)生的原因，消除機(jī)組大振動故障，決定對＃1低壓缸揭蓋檢查。2～7軸承都曾先后出現(xiàn)過輕微的碰磨，但經(jīng)過一段時間間隙磨大后，轉(zhuǎn)子熱彎曲就能自動恢復(fù)，振動值能恢復(fù)到原來的水平。但是出現(xiàn)的故障必須反對稱，否則過臨界轉(zhuǎn)速時振動會與超速試驗(yàn)前很不一樣。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。若對輪突然錯位，激振力也會突然增大，振動也會突變，這一故障特征都會出現(xiàn)二倍頻分量。f、對輪連接緊力或摩擦力不夠，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高，離心力增大以致超過摩擦力時，兩個對輪錯開，導(dǎo)致激振力增大，振動上升。而且它會出現(xiàn)半速或低頻振動分量，而且占整個振動分量的80%以上，而發(fā)生大振動的分量主要是轉(zhuǎn)速分量，而且時間很短，出現(xiàn)這一故障的可能性沒有。在超速和停機(jī)過程中，沒有出現(xiàn)瓦溫升高的現(xiàn)象，在其后開機(jī)過程中，軸承工作也正常，因此這一故障可能性不存在。c、瓦溫變化的趨勢圖表明超速過程中瓦溫的變化不大，尤其在振動突變前后瓦溫幾乎未變化，說明軸瓦工作狀況正常，突發(fā)振動后再次沖至2500r/min時軸瓦溫度未見任何異常。大振動后機(jī)組再次沖至2500r/min時，振動值和相位與突發(fā)振動后降至這一轉(zhuǎn)速附近時的振動值非常接近，說明機(jī)組振動還是具有重復(fù)性。轉(zhuǎn)速r/min3x4x轉(zhuǎn)速3x4x通頻工頻通頻工頻r/min通頻工頻通頻工頻1500210010616002200101170023001011800240012410319002500145114/255152146/61200010164（2）劇烈碰磨振動初步分析2月14日有關(guān)單位一起對振動異常現(xiàn)象進(jìn)行初步分析：a、振動的增加是在短短幾秒內(nèi)發(fā)生的，3318r/min時各軸承振動值正常，但降至3287r/min時＃3軸振值與＃4軸振值很大，6軸振值也有較大變化。為準(zhǔn)確判斷機(jī)組振動情況，13日4:35機(jī)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(jī)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(hù)值（254μm）跳機(jī)（表5）。通頻μm工頻μm/176。通頻μm工頻μm/176。通頻μm工頻μm/176。通頻μm工頻μm/176。異常振動發(fā)生前后運(yùn)行參數(shù)：，潤滑油溫度40℃，3軸承金屬溫度69℃，4軸承金屬溫度76℃，真空90KPa，低壓缸與轉(zhuǎn)子差脹情況正常，低壓缸排汽溫度正常，低壓軸封體溫度89℃?，F(xiàn)場測量4瓦垂直振動達(dá)100μm左右，振動值記錄詳見表表4。12日19：30　OPC（103%額定轉(zhuǎn)速）超速試驗(yàn)成功，19：43電氣超速試驗(yàn)（105%額定轉(zhuǎn)速）成功，19：52　ETS超速試驗(yàn)（110%額定轉(zhuǎn)速）成功，20：50機(jī)械超速試驗(yàn)開始，目標(biāo)轉(zhuǎn)速3360r/min，升速率為100r/min，升速至3250 r/min時升速率改為50r/min，3318r/min撞擊子動作跳機(jī)后轉(zhuǎn)速下降的同時振動迅速增大。6月21日～24日的多次開機(jī)過程中2X、2Y振動數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定在90128μm，無擴(kuò)大趨勢（0480MW）。根據(jù)安裝數(shù)據(jù)及聽音判斷軸封處發(fā)生碰磨的概率最大,由于軸封位置的特殊性及其可磨性,決定采取沖轉(zhuǎn)磨合的方法解決此問題。運(yùn)行現(xiàn)場的檢查聽音情況是：2瓦處明顯存在異常的碰擊聲。首次沖轉(zhuǎn)振動數(shù)據(jù)時間轉(zhuǎn)速1X軸振2X軸振3X軸振4X軸振13:29:341000 62 45/321 13:31:11116032 162 139/312117 101/111 70/174第二次沖轉(zhuǎn)振動數(shù)據(jù)時間轉(zhuǎn)速1X軸振2X軸振3X軸振4X軸振19:331000 35/30226 1160 20/55 26 18/2531200 2/NA //1300 29 1320 25/313///1322 38/327 38 28/165第三次沖轉(zhuǎn)振動數(shù)據(jù)時間轉(zhuǎn)速1X軸振2X軸振3X軸振4X軸振3:59:48142027 25/26028 20/21451 39/4050 40/994:00:48145049 47/28763 48/278 / 32/4246 35/108圖15 軸振動2x時域波形圖16 汽輪機(jī)升、降速軸振動波特圖機(jī)組前四次沖轉(zhuǎn)振動大的主要原因是：2瓦處發(fā)生嚴(yán)重碰磨(各波特圖及時基圖明顯可以看出機(jī)組發(fā)生了嚴(yán)重碰磨,2X軸振波行圖波峰存在嚴(yán)重削波現(xiàn)象,波特圖中降速時機(jī)組各軸振動遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于升速時的振動。19 日19:40時汽機(jī)進(jìn)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。 19日3:59時2機(jī)組進(jìn)行第三次沖轉(zhuǎn)，機(jī)組轉(zhuǎn)速到1450r/min時，2Y 軸振 大 達(dá)150μm ，降速到500r/min，手動打閘停機(jī)，（其升速振動數(shù)據(jù)見表2）。其升、降速振動數(shù)據(jù)見表1，時基圖和波特圖見圖1圖16，投盤車后,偏心為400μm。圖9 電氣試驗(yàn)時高中壓轉(zhuǎn)子碰磨發(fā)展過程軸振動1y/2y變化情況圖10 高中壓轉(zhuǎn)子碰磨軸振動2y幅值/相位變化情況圖11 高中壓轉(zhuǎn)子碰磨時軸振動2y頻譜圖13 1機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子嚴(yán)重碰磨后停機(jī)降速特性曲線圖12 (a)30日10:092軸振動軸心軌跡圖 (b)30日11: