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摘要：叙述了一起透平机油膜涡动/振荡现象发生后，从其机组前后变化进行原因排查分析，到确定为油膜涡动/振荡现象。再通过油膜涡动/振荡发生的可能原因去查找引起透平机出现该现象的原因，最后成功处理了一起因检修不当引起的透平机油膜涡动/振荡问题。
关键词：透平机;油膜涡动;油膜振荡
福建泉州闽光钢铁有限责任公司现有一台轴流干式GT60-D*2 TRT机组，2020年10月，机组在运行中发电机后轴瓦产生一种周期振动现象，该振动现象振动趋势图呈规律波状，振动周期在7-8分钟之间，初发生时，振幅从上午逐渐增加，到下午15：30左右达到最大值，22：00左右，振幅逐渐回落，到凌晨时振幅趋于平稳，每日重复出现。
1、TRT发电机组近期运行概况
该机组于2020年3月份进行机组本体检修，对透平机两侧密封碳环进行更换。检修后由于密封碳环更换时磨合不到位，大量碳粉将氮气密封排污管堵住，并沿着主轴进入润滑油系统，导致润滑油与碳粉混合，颗粒度超过12级。2020年10月份，发电机后轴瓦温度异常升高，停机检修发现发电机后轴瓦表面粘有大量碳粉，进行刮瓦清理后，维修人员为确保轴瓦润滑油流量，将发电机后轴瓦润滑油的节流孔板孔径由φ8扩大至φ13，透平机重新投运后，振动及温度均正常。后对TRT润滑油进行外循环过滤，约20天后，润滑油颗粒度降低至8级，同时运行人员上报TRT发电机后轴瓦出现异常周期振动现象。
2、异常振动形成原因分析
TRT发电机组投运至今已有10年，振动一直良好，故重点对机组异常振动出现前后运行情况进行分析：
（1）该振动现象与气候变化相关，且在润滑油颗粒度降低后出现，即影响因素1--润滑油性能;
（2）该振动现象出现前20天，曾对该轴瓦进行检修维护，即影响因素2--近期轴瓦检修不当。
（3）轴流干式GT60-D*2 TRT机组发电机后轴瓦为滑动轴瓦，在滑动轴承上常见一种油膜涡动/振荡现象，即影响因素3--油膜涡动/振荡。
3、异常振动问题处理
3.1 影响因素1--润滑油性能变化排查：
（1）润滑油温：机组出现周期振动时润滑油油温约在32℃，通过运行调整润滑油油温，在提高润滑油温度时，机组周期振动情况仍然存在，且振幅上升，反之在降低润滑油温1-2℃时，机组周期振动情况趋于消失。
（2）润滑油量：后续处理过程中两次分别将发电机后轴瓦润滑油节流孔板孔径由φ13调整为φ10，由φ10恢复为设计值φ8，发电机后轴瓦周期振动情况依然存在，且振幅、周期均无变化。
综上，润滑油性能变化不是该异常振动现象形成的主要原因，但该异常振动受润滑油性能变化影响。后期变化中颗粒度进一步降低导致降低润滑油温度也无法消除该振动现象，而颗粒度降低与油温降低的共同特点是影响润滑油粘度，故该振动现象受润滑油粘度影响。
3.2、影响因素2--轴瓦检修不当排查
该机组自2020年3月份由专业人员修护后一直稳定运行至10月份，由自厂维护人员对发电机后轴瓦温度高问题进行处理，10月份主要对发电机轴瓦进行刮瓦处理、加大发电机后轴瓦润滑油节流孔板孔径。检修后，设备保持稳定运行。20天后发电机后轴瓦出现该异常振动现象。异常振动出现后，怀疑为检修原因引起，多次测量发电机后轴瓦瓦块与轴颈直径间隙，均在设计值0.30～0.40mm之间，检查轴颈与轴瓦接触情况，符合全长上均匀接触。
3.3、影响因素3--油膜涡动/振荡现象排查
经了解，在滑动轴承为支撑的转子系统常见的一种油膜失稳现象--油膜涡动，它是转轴在油润滑滑动轴承中发生的一种自激振动，该现象存在以下特点：①、油膜涡动的特征频率为略小于转子转速的1/2，并随转速的升高而升高;②、振动较稳定，次谐波振幅随工作转速的升高而升高;③、对轴承润滑油的温度、粘度和壓力变化敏感。而油膜振荡是由油膜涡动发展而成，即当转子转速大于等于两倍第一临界转速时，涡动频率与转子固有频率重合，使转子一轴承系统发成共振性振荡而引起，此外油膜振荡形成还与润滑油粘度、轴瓦间隙相关。
TRT发电机组转子原来的一阶临界转速约在1800r/min，可以避开油膜涡动及振荡现象。近几年来，由于两次对透平机转子进行返厂检修，导致转子的临界转速迁移，转子的一阶临界转速由1800r/min迁移至1300～1400r/min，而转子额定运行转速在3000r/min，即运行中转速高于两倍一阶临界转速，达成油膜振荡形成的前提条件。观察该轴承的振动趋势图明显呈规律波状图，符合共振曲线特性。此外TRT发电机后轴瓦周期振动现象明显受到润滑油粘度影响。故，TRT发电机后轴瓦周期振动现象符合油膜涡动振荡现象。而常见产生油膜涡动振荡的原因有：
①设计及制造原因：轴承参数设计不合理;轴承制造不符合技术要求;
②安装维修：轴承间隙不符合要求、轴瓦参数不当;轴承壳体配合过盈不足;
③操作运行：油温或油压不当、润滑不良;
④状态劣化：轴承磨损，疲劳损坏。腐蚀。气蚀等;
泉州闽光钢铁的透平机已经长期稳定运行10多年，故该油膜振荡的形成明显与①、③无关，而是与轴承变化相关，考虑振荡发生前20天曾对该轴承进行检修，故再次严格按照检修技术要求对轴瓦安装进行复查，复查测量发电机后轴瓦间隙分别为：
①瓦块与轴颈直径间隙设计值：0.30～0.40mm，实际测量值：0.34mm;
②瓦块与轴承体把紧后间隙设计值：≤0.02mm，实际测量值：0.2mm。
即检修人员在轴瓦安装时未严格按照检修技术要求进行回装，轴瓦安装把紧力过大，导致轴瓦与轴承体把紧后间隙达到0.2mm，远超过安装要求的≤0.02mm。复查后启机，发电机后轴瓦周期振动现象消除，且随意调整油温，均未再出现该振动现象。
4、结语
福建泉州闽光钢铁有限责任公司的轴流干式GT60-D*2 TRT机组发电机后轴瓦周期振动现象属于轴瓦检修不当引起的油膜涡动/振荡现象，而油膜振荡常见的处理方法有：按技术要求安装轴承，保证间隙符合技术要求;适当调整油温;避开油膜共振转速区等。故为了避免类似现象再次发生，提出以下措施：
①、确保每次检修严格按照检修技术要求对机组进行复装;
②、确保机组的一阶临界转速高于机组1/2额定转速，该机组因转子检修造成的一阶临界转速低于机组1/2额定转速，建议进行透平机与发电机机整体的动平衡处理，将临界转速恢复至1800r/min左右，从根本上消除油膜振荡发生的前提条件。
参考文献：
[1]张新勇、段滋华等. 滑动轴承油膜涡动以油膜振荡研究. 太原理工大学学报 2008年5月，第39卷第3期.
[2]陈忠民、安树家. 轴承油膜振荡的治理[J]. 风机技术，1999（4）：36-41
关键词：透平机;油膜涡动;油膜振荡
福建泉州闽光钢铁有限责任公司现有一台轴流干式GT60-D*2 TRT机组，2020年10月，机组在运行中发电机后轴瓦产生一种周期振动现象，该振动现象振动趋势图呈规律波状，振动周期在7-8分钟之间，初发生时，振幅从上午逐渐增加，到下午15：30左右达到最大值，22：00左右，振幅逐渐回落，到凌晨时振幅趋于平稳，每日重复出现。
1、TRT发电机组近期运行概况
该机组于2020年3月份进行机组本体检修，对透平机两侧密封碳环进行更换。检修后由于密封碳环更换时磨合不到位，大量碳粉将氮气密封排污管堵住，并沿着主轴进入润滑油系统，导致润滑油与碳粉混合，颗粒度超过12级。2020年10月份，发电机后轴瓦温度异常升高，停机检修发现发电机后轴瓦表面粘有大量碳粉，进行刮瓦清理后，维修人员为确保轴瓦润滑油流量，将发电机后轴瓦润滑油的节流孔板孔径由φ8扩大至φ13，透平机重新投运后，振动及温度均正常。后对TRT润滑油进行外循环过滤，约20天后，润滑油颗粒度降低至8级，同时运行人员上报TRT发电机后轴瓦出现异常周期振动现象。
2、异常振动形成原因分析
TRT发电机组投运至今已有10年，振动一直良好，故重点对机组异常振动出现前后运行情况进行分析：
（1）该振动现象与气候变化相关，且在润滑油颗粒度降低后出现，即影响因素1--润滑油性能;
（2）该振动现象出现前20天，曾对该轴瓦进行检修维护，即影响因素2--近期轴瓦检修不当。
（3）轴流干式GT60-D*2 TRT机组发电机后轴瓦为滑动轴瓦，在滑动轴承上常见一种油膜涡动/振荡现象，即影响因素3--油膜涡动/振荡。
3、异常振动问题处理
3.1 影响因素1--润滑油性能变化排查：
（1）润滑油温：机组出现周期振动时润滑油油温约在32℃，通过运行调整润滑油油温，在提高润滑油温度时，机组周期振动情况仍然存在，且振幅上升，反之在降低润滑油温1-2℃时，机组周期振动情况趋于消失。
（2）润滑油量：后续处理过程中两次分别将发电机后轴瓦润滑油节流孔板孔径由φ13调整为φ10，由φ10恢复为设计值φ8，发电机后轴瓦周期振动情况依然存在，且振幅、周期均无变化。
综上，润滑油性能变化不是该异常振动现象形成的主要原因，但该异常振动受润滑油性能变化影响。后期变化中颗粒度进一步降低导致降低润滑油温度也无法消除该振动现象，而颗粒度降低与油温降低的共同特点是影响润滑油粘度，故该振动现象受润滑油粘度影响。
3.2、影响因素2--轴瓦检修不当排查
该机组自2020年3月份由专业人员修护后一直稳定运行至10月份，由自厂维护人员对发电机后轴瓦温度高问题进行处理，10月份主要对发电机轴瓦进行刮瓦处理、加大发电机后轴瓦润滑油节流孔板孔径。检修后，设备保持稳定运行。20天后发电机后轴瓦出现该异常振动现象。异常振动出现后，怀疑为检修原因引起，多次测量发电机后轴瓦瓦块与轴颈直径间隙，均在设计值0.30～0.40mm之间，检查轴颈与轴瓦接触情况，符合全长上均匀接触。
3.3、影响因素3--油膜涡动/振荡现象排查
经了解，在滑动轴承为支撑的转子系统常见的一种油膜失稳现象--油膜涡动，它是转轴在油润滑滑动轴承中发生的一种自激振动，该现象存在以下特点：①、油膜涡动的特征频率为略小于转子转速的1/2，并随转速的升高而升高;②、振动较稳定，次谐波振幅随工作转速的升高而升高;③、对轴承润滑油的温度、粘度和壓力变化敏感。而油膜振荡是由油膜涡动发展而成，即当转子转速大于等于两倍第一临界转速时，涡动频率与转子固有频率重合，使转子一轴承系统发成共振性振荡而引起，此外油膜振荡形成还与润滑油粘度、轴瓦间隙相关。
TRT发电机组转子原来的一阶临界转速约在1800r/min，可以避开油膜涡动及振荡现象。近几年来，由于两次对透平机转子进行返厂检修，导致转子的临界转速迁移，转子的一阶临界转速由1800r/min迁移至1300～1400r/min，而转子额定运行转速在3000r/min，即运行中转速高于两倍一阶临界转速，达成油膜振荡形成的前提条件。观察该轴承的振动趋势图明显呈规律波状图，符合共振曲线特性。此外TRT发电机后轴瓦周期振动现象明显受到润滑油粘度影响。故，TRT发电机后轴瓦周期振动现象符合油膜涡动振荡现象。而常见产生油膜涡动振荡的原因有：
①设计及制造原因：轴承参数设计不合理;轴承制造不符合技术要求;
②安装维修：轴承间隙不符合要求、轴瓦参数不当;轴承壳体配合过盈不足;
③操作运行：油温或油压不当、润滑不良;
④状态劣化：轴承磨损，疲劳损坏。腐蚀。气蚀等;
泉州闽光钢铁的透平机已经长期稳定运行10多年，故该油膜振荡的形成明显与①、③无关，而是与轴承变化相关，考虑振荡发生前20天曾对该轴承进行检修，故再次严格按照检修技术要求对轴瓦安装进行复查，复查测量发电机后轴瓦间隙分别为：
①瓦块与轴颈直径间隙设计值：0.30～0.40mm，实际测量值：0.34mm;
②瓦块与轴承体把紧后间隙设计值：≤0.02mm，实际测量值：0.2mm。
即检修人员在轴瓦安装时未严格按照检修技术要求进行回装，轴瓦安装把紧力过大，导致轴瓦与轴承体把紧后间隙达到0.2mm，远超过安装要求的≤0.02mm。复查后启机，发电机后轴瓦周期振动现象消除，且随意调整油温，均未再出现该振动现象。
4、结语
福建泉州闽光钢铁有限责任公司的轴流干式GT60-D*2 TRT机组发电机后轴瓦周期振动现象属于轴瓦检修不当引起的油膜涡动/振荡现象，而油膜振荡常见的处理方法有：按技术要求安装轴承，保证间隙符合技术要求;适当调整油温;避开油膜共振转速区等。故为了避免类似现象再次发生，提出以下措施：
①、确保每次检修严格按照检修技术要求对机组进行复装;
②、确保机组的一阶临界转速高于机组1/2额定转速，该机组因转子检修造成的一阶临界转速低于机组1/2额定转速，建议进行透平机与发电机机整体的动平衡处理，将临界转速恢复至1800r/min左右，从根本上消除油膜振荡发生的前提条件。
参考文献：
[1]张新勇、段滋华等. 滑动轴承油膜涡动以油膜振荡研究. 太原理工大学学报 2008年5月，第39卷第3期.
[2]陈忠民、安树家. 轴承油膜振荡的治理[J]. 风机技术，1999（4）：36-41