论文部分内容阅读
摘 要：汽轮机运行中由于故障会导致振值产生波动，根据设备结构及振动大小、频次对故障做出正确判断并及时采取相应措施，以保证机组长周期安全运行。
关键词：蒸汽轮机；振动；波动；措施
1 概述
我公司Y/V901机组为生产合成氨装置中主要设备，该机组中T5696透平为抽汽蒸汽轮机。2014年6月大修后该汽轮机振值出现波动现象。在同样工况下前轴承处振动由25μm上升至近60μm，随后降至30μm左右。此种现象严重影响机组本身和整个合成系统的安全、稳定、高负荷运行。
2 汽轮机支承系统简介
T5696透平型号为EHNK32/28，汽缸靠两侧的猫爪和后端两侧的支板支承在后机架上，缸体后端两侧支板处各设一横销，缸体前后两端下面中间部位各设一纵销，这样整个缸体的定位死点就处于后端，开停车时缸体以后端为定位端向前膨胀或向后收缩。
汽轮机转子支承在前后径向轴承上，前后径向轴承分别安装在前后轴承座内，在前轴承座内还安装有止推轴承。汽轮机前轴承座安装在前机架上。四角由4个球形垫圈支承，球形垫圈的高度可由下部的调整螺母调節，轴承座两侧各用2个固定螺栓压紧，并且固定螺栓都采取了防松措施。前轴承座两侧通过2根以汽缸前端伸出的悬臂杆同缸体连接，当缸体向前膨胀时，悬臂螺杆也推动前轴承座在球形垫圈上向前移动，为此在冷态安装时，轴承座固定螺栓不压死，其头部同压板间预留有0.02～0.03mm的膨胀间隙。
为保证轴承座的左右方向定位，在轴承座的下方还设有一纵向导销。 3 振值波动原因分析
3.1径向轴承间隙过大
轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振值波动的产生。
3.2机组热膨胀不均匀，部件热膨胀不稳定
机组的滑销系统对机组振动有直接影响，机组会出现膨胀不畅的问题。当机组的膨胀不充分时，极易引起机组的振动和动静碰磨。
3.3仪表探头故障
仪表探头可能损坏或是连接不牢固也可能引起振值波动问题。
3.4轴封磨损
轴封与轴颈的间隙不均匀，在运行过程中会对机组的振动产生一定的影响。轴封磨损对机组振动的影响主要表现为轴封与轴颈配合间隙不均匀，配合过紧或过松，则在受热时轴颈与密封片相摩擦，引起振值波动
3.5摩擦产生的振动
摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。
3.6受热的机件安装的不正确
在冷态安装时没有考虑它们热态工作时的自由热膨胀、热变形，使得机件在受热工作时不能自由膨胀而变得有些弯曲，破坏平衡。如各种轴在受热无处膨胀时，将被顶弯，失掉平衡，造成振动；机壳受热不能自由膨胀时，也会变形引起振动。
3.7机件配合尺寸存在问题
某些机件配合尺寸不符合要求，如轴封片与轴颈配合间隙不对，配合过紧，则在受热时轴颈与密封片相摩擦，引起振动。
3.8润滑油温
轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素，油膜的形成除了与轴承乌金有关外，还有一个重要因素就是润滑油油温，润滑油油温应该在一个合理的范围内，过高过低都对油膜的形成不利。
为查找T5696透平前轴振动波动的原因。在2014年大修过后，对汽轮机前轴承箱压板间隙进行了检查，发现前轴承座的4个固定螺栓头部同压板间有间隙，且分布不均匀。
汽轮机正常运行时，由于轴承座受热膨胀，补偿了轴承座固定螺栓头部同压板间冷态预留的膨胀间隙，二者间应基本处于无间隙状态。轴承座每侧2个固定螺栓都采取了连接点焊的防松措施，因此螺栓不会自己松动退出。固定螺栓头部同压板间出现较大间隙的原因可能是螺栓底部螺栓孔内有杂物使螺栓不能完全旋入螺栓孔内，致使螺栓已经紧固而螺栓头部与压板之间仍有间隙。
分析认为造成轴承振值波动的原因是热膨胀间隙不均匀。
4 故障排除
2015年大修中，拆卸前轴承箱检查原因。将前轴承座吊出检查，发现前轴承轴瓦间隙在0.30mm超标；压板西侧间隙偏大，在0.10mm左右；
检修中，将前径向轴承更换，调整间隙在0.20mm；拆出西侧压板螺栓，将压板螺栓底部阶梯部分长度车去0.12—0.16mm后回装，调整压板与轴承座间隙在0.03mm左右。
检修后试车，前轴承振值在20μm左右，开车三个多月来，合成气压缩机组汽轮机轴振动值小于30μm，前轴承处轴振动值在满负荷、超额定转速下运行时也不超过35μm。
5 结束语
压缩车间Y/V901机组中的T5696蒸汽汽轮机，其轴承座的支承方式是采用四角4个球形垫支承，这种支承方式的优点是轴承座移动灵活，上下位置调整方便，其不足就是支承承力面较小，由于振动等原因，支承元件容易发生磨损，引起轴承座下沉。因此，在对大机组的日常巡检及检修时，要把汽轮机轴承座支承系统的检查作为重点，及时发现问题，防患于未然。
关键词：蒸汽轮机；振动；波动；措施
1 概述
我公司Y/V901机组为生产合成氨装置中主要设备，该机组中T5696透平为抽汽蒸汽轮机。2014年6月大修后该汽轮机振值出现波动现象。在同样工况下前轴承处振动由25μm上升至近60μm，随后降至30μm左右。此种现象严重影响机组本身和整个合成系统的安全、稳定、高负荷运行。
2 汽轮机支承系统简介
T5696透平型号为EHNK32/28，汽缸靠两侧的猫爪和后端两侧的支板支承在后机架上，缸体后端两侧支板处各设一横销，缸体前后两端下面中间部位各设一纵销，这样整个缸体的定位死点就处于后端，开停车时缸体以后端为定位端向前膨胀或向后收缩。
汽轮机转子支承在前后径向轴承上，前后径向轴承分别安装在前后轴承座内，在前轴承座内还安装有止推轴承。汽轮机前轴承座安装在前机架上。四角由4个球形垫圈支承，球形垫圈的高度可由下部的调整螺母调節，轴承座两侧各用2个固定螺栓压紧，并且固定螺栓都采取了防松措施。前轴承座两侧通过2根以汽缸前端伸出的悬臂杆同缸体连接，当缸体向前膨胀时，悬臂螺杆也推动前轴承座在球形垫圈上向前移动，为此在冷态安装时，轴承座固定螺栓不压死，其头部同压板间预留有0.02～0.03mm的膨胀间隙。
为保证轴承座的左右方向定位，在轴承座的下方还设有一纵向导销。 3 振值波动原因分析
3.1径向轴承间隙过大
轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振值波动的产生。
3.2机组热膨胀不均匀，部件热膨胀不稳定
机组的滑销系统对机组振动有直接影响，机组会出现膨胀不畅的问题。当机组的膨胀不充分时，极易引起机组的振动和动静碰磨。
3.3仪表探头故障
仪表探头可能损坏或是连接不牢固也可能引起振值波动问题。
3.4轴封磨损
轴封与轴颈的间隙不均匀，在运行过程中会对机组的振动产生一定的影响。轴封磨损对机组振动的影响主要表现为轴封与轴颈配合间隙不均匀，配合过紧或过松，则在受热时轴颈与密封片相摩擦，引起振值波动
3.5摩擦产生的振动
摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。
3.6受热的机件安装的不正确
在冷态安装时没有考虑它们热态工作时的自由热膨胀、热变形，使得机件在受热工作时不能自由膨胀而变得有些弯曲，破坏平衡。如各种轴在受热无处膨胀时，将被顶弯，失掉平衡，造成振动；机壳受热不能自由膨胀时，也会变形引起振动。
3.7机件配合尺寸存在问题
某些机件配合尺寸不符合要求，如轴封片与轴颈配合间隙不对，配合过紧，则在受热时轴颈与密封片相摩擦，引起振动。
3.8润滑油温
轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素，油膜的形成除了与轴承乌金有关外，还有一个重要因素就是润滑油油温，润滑油油温应该在一个合理的范围内，过高过低都对油膜的形成不利。
为查找T5696透平前轴振动波动的原因。在2014年大修过后，对汽轮机前轴承箱压板间隙进行了检查，发现前轴承座的4个固定螺栓头部同压板间有间隙，且分布不均匀。
汽轮机正常运行时，由于轴承座受热膨胀，补偿了轴承座固定螺栓头部同压板间冷态预留的膨胀间隙，二者间应基本处于无间隙状态。轴承座每侧2个固定螺栓都采取了连接点焊的防松措施，因此螺栓不会自己松动退出。固定螺栓头部同压板间出现较大间隙的原因可能是螺栓底部螺栓孔内有杂物使螺栓不能完全旋入螺栓孔内，致使螺栓已经紧固而螺栓头部与压板之间仍有间隙。
分析认为造成轴承振值波动的原因是热膨胀间隙不均匀。
4 故障排除
2015年大修中，拆卸前轴承箱检查原因。将前轴承座吊出检查，发现前轴承轴瓦间隙在0.30mm超标；压板西侧间隙偏大，在0.10mm左右；
检修中，将前径向轴承更换，调整间隙在0.20mm；拆出西侧压板螺栓，将压板螺栓底部阶梯部分长度车去0.12—0.16mm后回装，调整压板与轴承座间隙在0.03mm左右。
检修后试车，前轴承振值在20μm左右，开车三个多月来，合成气压缩机组汽轮机轴振动值小于30μm，前轴承处轴振动值在满负荷、超额定转速下运行时也不超过35μm。
5 结束语
压缩车间Y/V901机组中的T5696蒸汽汽轮机，其轴承座的支承方式是采用四角4个球形垫支承，这种支承方式的优点是轴承座移动灵活，上下位置调整方便，其不足就是支承承力面较小，由于振动等原因，支承元件容易发生磨损，引起轴承座下沉。因此，在对大机组的日常巡检及检修时，要把汽轮机轴承座支承系统的检查作为重点，及时发现问题，防患于未然。