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摘 要：介绍了某项目2×350MW机组#1汽轮机轴振与瓦温偏高的问题，针对存在的问题进行了诊断，制定了有效的处理措施并取得了很好的效果。
关键词：汽轮发电机组；振动；平衡；瓦温；荷载
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0079-02
1 引 言
汽轮发电机组的轴振与瓦温，是评价机组正常运行安全与可靠性的重要指标。强烈的振动和高瓦温表明机组存在严重缺陷。在振动力的作用下，会造成机组内各部件连接松动，基础台板和基础之间的连接刚性削弱，从而加剧振动的发展，过大的振动会引起机组动静部分磨擦，轴瓦乌金破裂甚至会使转子产生变形、弯曲、断裂，叶片损坏，危急保安器动作；瓦温高会使转子、轴承及轴承座膨胀不均衡，破坏转子与轴承瓦块之间油膜的建立，造成轴承振动失稳，过高的瓦温会使轴瓦乌金熔毁，造成机组被迫停运。
2 项目介绍
本项目汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司设计和供货的单轴、两缸两排汽、一次中间再热凝汽式汽轮机，#1～#4轴承采用由垫块支撑的具有自位功能可倾瓦轴承，具有径向调整和润滑特性。发电机为哈尔滨发电机有限责任公司设计和供货，#5～#6轴承为圆筒型支持轴承；整个轴系由#1～#6轴承支撑转子。
该机组投入商业运营以来，汽轮机#4轴承处X向轴振一般在135μm左右，#2轴承处X向轴振为120μm左右（合同要求≤75μm），同时#4轴承瓦温一直偏高，一度达到105℃（该支持轴承瓦温报警值107℃，跳闸值113℃）。
3 诊断分析与故障排除
3.1 振动大的诊断分析与故障排除
根据现场多次对机组在实际运行中进行的振动观察监视和测量数据，主要从5个方面对该机组#2、#4轴振值偏大的问题进行了诊断分析和故障排除（见表1）。
综合表1可知：安装数据符合设计要求、机组运行参数无异常，初步断定应为转子质量不平衡所致，这也是机组出现振动异常的主要原因之一。
3.2 振动大处理对策
针对转子质量不平衡造成机组轴系振动偏大这一事实，现场根据振幅、频率、相位测量结果，通过计算采用加装平衡块的方案调整动平衡，处理方案如下：
3.2.1 第一次动平衡调整
针对机组#4轴承处轴振较大的现状，首先在汽轮机低压转子励端330度方向的平衡鼓上加装质量为292g的平衡块。定速3600r/min后，#4轴承处振动值由132μm降至69μm，同时#2轴承振动值也由119μm降至88μm。
3.2.2 第二次动平衡调整
根据第一次平衡试验效果评估，经过全面分析与计算，在汽轮机低压缸转子励端310°方向平衡鼓上加装质量为290g的平衡块。定速3600r/min后，#4轴承处振动值由69μm升至95μm，同时#2轴承振动值也由88μm升至104μm。
3.2.3 第三次动平衡调整
在第二次加装平衡块后，#4轴振未降反升。第三次尝试在中低对轮330°方向上加装质量为350克平衡块，同时将第二次加装的平衡块拆除，以求达到既降低#4轴振、又降低#2轴振的预期效果。定速3600r/min后，#2轴振又上升到113μm，同时#1、#5轴振由75μm以下分别升至98μm和84μm。
从三次平衡配重试验结果，难以捕捉到轴振变化的规律，每次加装平衡配重的交叉影响较大。对顶轴系统进行全面检查，发现部分轴承处转子被顶起的高度不足，#4轴承处转子顶起高度仅有1mm，对从调压装置集管接至各轴承的顶轴油管路进行排查，主要采取解体检查阀门、清理轴承座内顶轴油管、并用氮气吹扫油管的措施。
3.2.4 第四次动平衡调整
在完成顶轴油系统的检查和处理后，根据第三次调整后的结果，决定首先解决#5轴振大问题，选择在发电机转子励端加装质量为216g的平衡块。定速3600r/min后，#5轴振降至66μm，#2轴振也略微降至97μm。
3.2.5 第五次動平衡调整
为降低#2轴振较大的问题，经过分析计算，在高中压转子励端0°方向上加装质量为162g的平衡块，定速3600r/min后，#4轴振降至70.6μm，其余轴振均在70μm以下，满足了合同要求并达到了“优良”标准。
3.3 瓦温高的诊断分析与故障排除
根据现场历次对机组在实际运行中#4瓦温高观察，表2主要从4个方面对该机组瓦温高进行了诊断分析和故障排除。
综合表2可知：造成机组#4轴承瓦温高的可能原因为荷载大和油量不足。
3.4 瓦温高诊断与处理措施
（1）哈尔滨汽轮机厂根据设计数据并结合现场情况，要求降低#4轴承标高0.09mm，调整轴承支反力，以降低#4轴承荷载。
下调#4轴承标高使整个轴系的轴承反力均发生变化，其中#4、#5轴承反力变化量较大，荷载高低与瓦温呈线性正比关系。结合调整前运行时数据知，#4瓦温最高为105℃，荷载降低后能有效降低瓦温，#5瓦温最高为68℃，荷载升高后瓦温会略有升高。
（2）针对#4轴承回油观察窗油流不畅，采取增大#4轴承进油节流孔孔径来增大进油量的方案，将#4轴承节流孔孔径扩大1mm，其他节流孔不变，此时#4轴承进油通流面积将比原来增大5%。
采取上述措施后，汽轮机#4轴承瓦温最高82.6℃，#5瓦温仅升高了1.2℃。
4 结 论
通过对汽轮发电机组的振动和瓦温偏高现象深入细致的分析，可以看出机组产生振动和轴承温度高的情况是十分复杂的，但质量不平衡是引起振动的主要原因，而#4轴承荷载分配大是产生轴承瓦温高的主要原因，在进行动平衡试验和调整负荷分配后有效地解决了振动和瓦温偏高的问题，满足了合同要求，保证了机组的安全稳定运行。
参考文献
[1]张 阳.发电机组异常振动原因探析[J].电力科技，2006（4）.
[2]王东炎.发电机组异常振动排除[J].机械工业，2007（12）.
[3]艾欣芳.发电机组检修技术手册[J].机械研究与分析，2006（4）.
收稿日期：2018-9-13
关键词：汽轮发电机组；振动；平衡；瓦温；荷载
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0079-02
1 引 言
汽轮发电机组的轴振与瓦温，是评价机组正常运行安全与可靠性的重要指标。强烈的振动和高瓦温表明机组存在严重缺陷。在振动力的作用下，会造成机组内各部件连接松动，基础台板和基础之间的连接刚性削弱，从而加剧振动的发展，过大的振动会引起机组动静部分磨擦，轴瓦乌金破裂甚至会使转子产生变形、弯曲、断裂，叶片损坏，危急保安器动作；瓦温高会使转子、轴承及轴承座膨胀不均衡，破坏转子与轴承瓦块之间油膜的建立，造成轴承振动失稳，过高的瓦温会使轴瓦乌金熔毁，造成机组被迫停运。
2 项目介绍
本项目汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司设计和供货的单轴、两缸两排汽、一次中间再热凝汽式汽轮机，#1～#4轴承采用由垫块支撑的具有自位功能可倾瓦轴承，具有径向调整和润滑特性。发电机为哈尔滨发电机有限责任公司设计和供货，#5～#6轴承为圆筒型支持轴承；整个轴系由#1～#6轴承支撑转子。
该机组投入商业运营以来，汽轮机#4轴承处X向轴振一般在135μm左右，#2轴承处X向轴振为120μm左右（合同要求≤75μm），同时#4轴承瓦温一直偏高，一度达到105℃（该支持轴承瓦温报警值107℃，跳闸值113℃）。
3 诊断分析与故障排除
3.1 振动大的诊断分析与故障排除
根据现场多次对机组在实际运行中进行的振动观察监视和测量数据，主要从5个方面对该机组#2、#4轴振值偏大的问题进行了诊断分析和故障排除（见表1）。
综合表1可知：安装数据符合设计要求、机组运行参数无异常，初步断定应为转子质量不平衡所致，这也是机组出现振动异常的主要原因之一。
3.2 振动大处理对策
针对转子质量不平衡造成机组轴系振动偏大这一事实，现场根据振幅、频率、相位测量结果，通过计算采用加装平衡块的方案调整动平衡，处理方案如下：
3.2.1 第一次动平衡调整
针对机组#4轴承处轴振较大的现状，首先在汽轮机低压转子励端330度方向的平衡鼓上加装质量为292g的平衡块。定速3600r/min后，#4轴承处振动值由132μm降至69μm，同时#2轴承振动值也由119μm降至88μm。
3.2.2 第二次动平衡调整
根据第一次平衡试验效果评估，经过全面分析与计算，在汽轮机低压缸转子励端310°方向平衡鼓上加装质量为290g的平衡块。定速3600r/min后，#4轴承处振动值由69μm升至95μm，同时#2轴承振动值也由88μm升至104μm。
3.2.3 第三次动平衡调整
在第二次加装平衡块后，#4轴振未降反升。第三次尝试在中低对轮330°方向上加装质量为350克平衡块，同时将第二次加装的平衡块拆除，以求达到既降低#4轴振、又降低#2轴振的预期效果。定速3600r/min后，#2轴振又上升到113μm，同时#1、#5轴振由75μm以下分别升至98μm和84μm。
从三次平衡配重试验结果，难以捕捉到轴振变化的规律，每次加装平衡配重的交叉影响较大。对顶轴系统进行全面检查，发现部分轴承处转子被顶起的高度不足，#4轴承处转子顶起高度仅有1mm，对从调压装置集管接至各轴承的顶轴油管路进行排查，主要采取解体检查阀门、清理轴承座内顶轴油管、并用氮气吹扫油管的措施。
3.2.4 第四次动平衡调整
在完成顶轴油系统的检查和处理后，根据第三次调整后的结果，决定首先解决#5轴振大问题，选择在发电机转子励端加装质量为216g的平衡块。定速3600r/min后，#5轴振降至66μm，#2轴振也略微降至97μm。
3.2.5 第五次動平衡调整
为降低#2轴振较大的问题，经过分析计算，在高中压转子励端0°方向上加装质量为162g的平衡块，定速3600r/min后，#4轴振降至70.6μm，其余轴振均在70μm以下，满足了合同要求并达到了“优良”标准。
3.3 瓦温高的诊断分析与故障排除
根据现场历次对机组在实际运行中#4瓦温高观察，表2主要从4个方面对该机组瓦温高进行了诊断分析和故障排除。
综合表2可知：造成机组#4轴承瓦温高的可能原因为荷载大和油量不足。
3.4 瓦温高诊断与处理措施
（1）哈尔滨汽轮机厂根据设计数据并结合现场情况，要求降低#4轴承标高0.09mm，调整轴承支反力，以降低#4轴承荷载。
下调#4轴承标高使整个轴系的轴承反力均发生变化，其中#4、#5轴承反力变化量较大，荷载高低与瓦温呈线性正比关系。结合调整前运行时数据知，#4瓦温最高为105℃，荷载降低后能有效降低瓦温，#5瓦温最高为68℃，荷载升高后瓦温会略有升高。
（2）针对#4轴承回油观察窗油流不畅，采取增大#4轴承进油节流孔孔径来增大进油量的方案，将#4轴承节流孔孔径扩大1mm，其他节流孔不变，此时#4轴承进油通流面积将比原来增大5%。
采取上述措施后，汽轮机#4轴承瓦温最高82.6℃，#5瓦温仅升高了1.2℃。
4 结 论
通过对汽轮发电机组的振动和瓦温偏高现象深入细致的分析，可以看出机组产生振动和轴承温度高的情况是十分复杂的，但质量不平衡是引起振动的主要原因，而#4轴承荷载分配大是产生轴承瓦温高的主要原因，在进行动平衡试验和调整负荷分配后有效地解决了振动和瓦温偏高的问题，满足了合同要求，保证了机组的安全稳定运行。
参考文献
[1]张 阳.发电机组异常振动原因探析[J].电力科技，2006（4）.
[2]王东炎.发电机组异常振动排除[J].机械工业，2007（12）.
[3]艾欣芳.发电机组检修技术手册[J].机械研究与分析，2006（4）.
收稿日期：2018-9-13