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摘 要：本文阐述了杭汽轮机（T8888-1）振动的原因，分别从汽轮机轴承间隙，通流部分定位尺寸、安装管道设计缺陷、转子扬度、轴向定位等方面展开分析，提出解决汽轮机振动的措施和方法。
关键词：汽轮机；轴向定位；通流间隙；转子；振动；频谱。
Keywords：turbine，axial orientation，flow clearance，rotor，vibration，spectrum.
一、概述
宝钢集团八钢公司制氧空压机用汽轮机（杭汽机组代号T8888-1）驱动，该机组于2014年5月开始现场安装，2014年9月进行调试工作，在运行过程中曾出现过数次因振动过高而发生跳机，经多次调整于2014年11月进入稳定运行，前后运行时间共计20余天；2015年3月机组重新开启运行后，当机组运行到4300r/min时因振动过大而发生跳机，此后现场技术人员与厂家服务工程师进行了多次尝试但均未成功。开缸检查，发现转子发生碰擦，导叶持环、汽封存在不同程度的损伤，故决定将T8888-1的转子发回杭汽进行检测返修，返修后回装试机，仍然振动高但未达到跳机值，勉强运行维持生产；2017年2月针对该机组振动高的问题，再次开缸检修，彻底解决了汽轮机（T8888—1）振动高的故障。
二、故障原因分析
2.1、杭汽相关技术人员根据T8888-1的转子、持环实际检测情况就产生的原因展开了讨论，通过对轴承的磨损、持环底部有明显的碰擦痕迹等现状进行分析，该状况的出现应该说是个复杂的系统问题，由多种原因所致。可能产生的原因有：
1）滑销系统卡涩、管道应力问题顶缸；（此项内容在开机中已经做了检查，滑销系统不存在问题。另外汽轮机进汽及排汽管道的顶缸问题也能排除，因为前猫爪在运行中未顶死，后汽缸的排汽方管设计时是有膨胀节的）
2）油系统不干净；
3）安装数据发生变化、经过一个冬天下来冷热空气进入汽缸，疏水不畅结冰；（在机组停运期间，机组始终处于有持续供暖的工房中，且当时锅炉全线停车，不存在热蒸汽串流至汽轮机的问题）
4）是否与经常盘车、基础沉降、排汽管顶缸等其他因素有关。（生产厂是按照1次/月进行盘车的。所以盘车的问题可以剔除。排汽缸顶缸的问题与第2条原因相似，不再赘述）
5）持环安装时，未能充分考虑转子的下挠度，造成动静间隙偏小。
2.2、振动检测分析
综合分析该汽轮机振动的基本原因为转子动平衡不良，且有热弯曲现象，另外1瓦有松动、瓦间隙偏大现象。
2.3、汽轮机每次在开机升速时，800rpm可以稳定到一定值10vm左右，在2000rpm时，先上升后下降稳定到一定值30vm左右，在继续升速4300rpm，振动和温度持续爬升，无法稳定下来，4700rpm也一样振动、温度持续上升直至跳机（66、98vm，105、115℃）。在对汽轮机进汽侧轴承拆除检查过程中发现：在汽轮机径向轴承与止推轴承之间的轴径上磨出了一道约0.5mm的凹槽，通过塞尺测量、分析，凹槽很可能是顶轴油管与轴摩擦造成的。对此分析可能原因如下：
1）随着汽轮机转速的升高，轴瓦内形成的油膜压力、轴在高速旋转时产生的离心力也会越大，被反送回顶升油管道内的油压力也会越高，顶升油管通过螺栓连接在径向轴承下瓦上，有一定的弯曲度，油压越高，橡胶软管变形也就越大，软管上的卡扣摩擦就会越剧烈，致使1#轴瓦振动和温度持续升高，无法稳定到一个值。
2）轴端实际测量发现，进汽侧端面圆跳动0.02mm，排汽侧0.04mm，轴应该没有弯曲变形。
3）根据几次汽轮机开机时，转速升至4300rpm时的频谱分析，振动应该是由于剐蹭引起的也刚好吻合。
三、处理措施
3.1、汽轮机在几次开机过程中发现，1#瓦的振动和温度持续爬升，无法稳定下来，直至报警（66um，105℃）、联锁停机（98um，115℃），趋势如图1所示。
3.1.1、未拆卸联轴器、复核对中数据、检查轴承前。
1）轴封疏水不好，蒸汽冷凝引起的轴振动。在第三次开机前，已经对轴封汽进行了改造，汽源压力稳定，无再蒸汽冷凝积水现象。
2）汽轮机真空度破坏、油冷却器冷却效果差油温高引起的振动。汽轮机均压箱法兰松动，真空有严重泄漏现象，已处理完成，油冷却器进、回未参与循环冷却，因冷却器内有气体，循环水压过高，在安装排气阀、调整水压后恢复正常。
3.1.2、未拆卸联轴器、复核对中数据、检查轴承后
1）对中问题引起的振动，在停机后进行对中数据复核，均在正常值以内。
2）轴承紧力、螺栓松脱引起的振动。拆开轴承检查紧力（—0.03mm），止推轴承一侧无定位销，已处理完成。
3）顶轴油管与轴摩擦引起的振动。如图2所示。
3.2、在对检查出的问题处理好后，再次开机发现，在4300rpm时，1#瓦的振动还是持续爬升，但温度变化不大，可以稳定下来了。后经在线动平衡数据采集分析来看，在2000rpm时，同时有1倍频和2倍频，但在4300rpm时2倍频消失，1倍频很明显，固判断转子动平衡有问题。
3.2.1、杭汽转子、持环及汽封返厂处理，认真核对转子与静叶片持环的配合尺寸，排除设备本身加工制造上面的缺陷在修复完成重新安装时参照《产品合格证》上的数据对安装过程进行复校。
3.3、根据杭汽轮机产品合格证要求，再次对汽轮机的通流间隙、轴瓦顶隙、止推间隙、转子扬度等进行了复合、确认调整。如图3所示。
3.5、针对汽轮机轴向定位尺寸进行调整如图4所示。
四、结论
经过对杭汽轮机（T8888-1）反复三次的开缸解体检修，定位尺寸、通流间隙、轴承间隙、预紧力等调整，2017年，杭汽轮机（T8888-1）运行状态较好，轴瓦振动、温度、位移等参数均在可控范围内，设备运行平稳，为八钢公司OY炉的稳定生产提供了可靠的保障与支撑。
（作者單位：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司）
关键词：汽轮机；轴向定位；通流间隙；转子；振动；频谱。
Keywords：turbine，axial orientation，flow clearance，rotor，vibration，spectrum.
一、概述
宝钢集团八钢公司制氧空压机用汽轮机（杭汽机组代号T8888-1）驱动，该机组于2014年5月开始现场安装，2014年9月进行调试工作，在运行过程中曾出现过数次因振动过高而发生跳机，经多次调整于2014年11月进入稳定运行，前后运行时间共计20余天；2015年3月机组重新开启运行后，当机组运行到4300r/min时因振动过大而发生跳机，此后现场技术人员与厂家服务工程师进行了多次尝试但均未成功。开缸检查，发现转子发生碰擦，导叶持环、汽封存在不同程度的损伤，故决定将T8888-1的转子发回杭汽进行检测返修，返修后回装试机，仍然振动高但未达到跳机值，勉强运行维持生产；2017年2月针对该机组振动高的问题，再次开缸检修，彻底解决了汽轮机（T8888—1）振动高的故障。
二、故障原因分析
2.1、杭汽相关技术人员根据T8888-1的转子、持环实际检测情况就产生的原因展开了讨论，通过对轴承的磨损、持环底部有明显的碰擦痕迹等现状进行分析，该状况的出现应该说是个复杂的系统问题，由多种原因所致。可能产生的原因有：
1）滑销系统卡涩、管道应力问题顶缸；（此项内容在开机中已经做了检查，滑销系统不存在问题。另外汽轮机进汽及排汽管道的顶缸问题也能排除，因为前猫爪在运行中未顶死，后汽缸的排汽方管设计时是有膨胀节的）
2）油系统不干净；
3）安装数据发生变化、经过一个冬天下来冷热空气进入汽缸，疏水不畅结冰；（在机组停运期间，机组始终处于有持续供暖的工房中，且当时锅炉全线停车，不存在热蒸汽串流至汽轮机的问题）
4）是否与经常盘车、基础沉降、排汽管顶缸等其他因素有关。（生产厂是按照1次/月进行盘车的。所以盘车的问题可以剔除。排汽缸顶缸的问题与第2条原因相似，不再赘述）
5）持环安装时，未能充分考虑转子的下挠度，造成动静间隙偏小。
2.2、振动检测分析
综合分析该汽轮机振动的基本原因为转子动平衡不良，且有热弯曲现象，另外1瓦有松动、瓦间隙偏大现象。
2.3、汽轮机每次在开机升速时，800rpm可以稳定到一定值10vm左右，在2000rpm时，先上升后下降稳定到一定值30vm左右，在继续升速4300rpm，振动和温度持续爬升，无法稳定下来，4700rpm也一样振动、温度持续上升直至跳机（66、98vm，105、115℃）。在对汽轮机进汽侧轴承拆除检查过程中发现：在汽轮机径向轴承与止推轴承之间的轴径上磨出了一道约0.5mm的凹槽，通过塞尺测量、分析，凹槽很可能是顶轴油管与轴摩擦造成的。对此分析可能原因如下：
1）随着汽轮机转速的升高，轴瓦内形成的油膜压力、轴在高速旋转时产生的离心力也会越大，被反送回顶升油管道内的油压力也会越高，顶升油管通过螺栓连接在径向轴承下瓦上，有一定的弯曲度，油压越高，橡胶软管变形也就越大，软管上的卡扣摩擦就会越剧烈，致使1#轴瓦振动和温度持续升高，无法稳定到一个值。
2）轴端实际测量发现，进汽侧端面圆跳动0.02mm，排汽侧0.04mm，轴应该没有弯曲变形。
3）根据几次汽轮机开机时，转速升至4300rpm时的频谱分析，振动应该是由于剐蹭引起的也刚好吻合。
三、处理措施
3.1、汽轮机在几次开机过程中发现，1#瓦的振动和温度持续爬升，无法稳定下来，直至报警（66um，105℃）、联锁停机（98um，115℃），趋势如图1所示。
3.1.1、未拆卸联轴器、复核对中数据、检查轴承前。
1）轴封疏水不好，蒸汽冷凝引起的轴振动。在第三次开机前，已经对轴封汽进行了改造，汽源压力稳定，无再蒸汽冷凝积水现象。
2）汽轮机真空度破坏、油冷却器冷却效果差油温高引起的振动。汽轮机均压箱法兰松动，真空有严重泄漏现象，已处理完成，油冷却器进、回未参与循环冷却，因冷却器内有气体，循环水压过高，在安装排气阀、调整水压后恢复正常。
3.1.2、未拆卸联轴器、复核对中数据、检查轴承后
1）对中问题引起的振动，在停机后进行对中数据复核，均在正常值以内。
2）轴承紧力、螺栓松脱引起的振动。拆开轴承检查紧力（—0.03mm），止推轴承一侧无定位销，已处理完成。
3）顶轴油管与轴摩擦引起的振动。如图2所示。
3.2、在对检查出的问题处理好后，再次开机发现，在4300rpm时，1#瓦的振动还是持续爬升，但温度变化不大，可以稳定下来了。后经在线动平衡数据采集分析来看，在2000rpm时，同时有1倍频和2倍频，但在4300rpm时2倍频消失，1倍频很明显，固判断转子动平衡有问题。
3.2.1、杭汽转子、持环及汽封返厂处理，认真核对转子与静叶片持环的配合尺寸，排除设备本身加工制造上面的缺陷在修复完成重新安装时参照《产品合格证》上的数据对安装过程进行复校。
3.3、根据杭汽轮机产品合格证要求，再次对汽轮机的通流间隙、轴瓦顶隙、止推间隙、转子扬度等进行了复合、确认调整。如图3所示。
3.5、针对汽轮机轴向定位尺寸进行调整如图4所示。
四、结论
经过对杭汽轮机（T8888-1）反复三次的开缸解体检修，定位尺寸、通流间隙、轴承间隙、预紧力等调整，2017年，杭汽轮机（T8888-1）运行状态较好，轴瓦振动、温度、位移等参数均在可控范围内，设备运行平稳，为八钢公司OY炉的稳定生产提供了可靠的保障与支撑。
（作者單位：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司）