论文部分内容阅读
摘要： 长沙电厂给水泵汽轮机型号为G10.4-1.12。自2018年5月长沙电厂#1机组启机运行，小修未进行检修工作的#1小汽轮机驱动端支撑轴瓦发生振动大缺陷，在60万负荷情况下，小汽轮机转速达5500RPM时，该点X向振动幅值达150um，Y向振动幅值达85um，正常负荷小汽轮机转速4800-5100RPM时，该点X向振动也持续偏高，达95-100um，已经严重威胁机组的安全稳定运行。鉴于此，汽机专业排查了几方面的影响因素，并在几次尝试调整后，顺利恢复设备可靠运行。
关键词： 小汽轮机; 振动; 频譜分析; 轴瓦; 汽动给水泵
中图分类号： TM311 文献标识码： A
Cause Analysis and Solution for Vibration of Small Steam Turbine
of Unit 1 in Changsha Power Plant
Tan Zhong-xing
（Hunan Huadian Changsha Power Generation Co.， Ltd.， Hunan Changsha 410015， china）
Abstract： The type of feed water pump turbine in Changsha Power Plant is G10.4-1.12. Since the start-up of Unit 1 in Changsha Power Plant in May， 2018， the bearing bush of the driving end of the small steam turbine which has not been repaired in minor repair has suffered from serious vibration defect. When the speed of the small steam turbine reaches 5500 RPM under 600，000 load， the vibration amplitude of the point in X direction reaches 150 um， in Y direction reaches 85 um， and in normal load， the speed of the small steam turbine is 4800-5100 RPM. At that time， the X-direction vibration of this point is also on the high side， reaching 95-100um， which has seriously threatened the safe and stable operation of the unit. In view of this， the steam turbine specialty has checked several influencing factors， and after several attempts to adjust， the reliable operation of the equipment has been restored smoothly.
Key words： small steam turbine; vibration; spectrum analysis; bearing bush; steam feed pump
1 引言
2018年长沙电厂#1机小修结束后，#1机调启，机组在网运行正常。在运行过程中，#1小汽轮机驱动端轴瓦存在振动偏大的安全隐患，因机组启动后尚未带高负荷运行过，而#1汽泵非驱动端推力瓦温度测点1温度较测点2高近20℃（测点2温度为55℃时，测点1达75-80℃）。汽机专业连续观察分析，怀疑为小修期间，#1汽泵检修后，更换汽泵驱动端轴瓦，中心重新调整后，泵侧对轮高小汽轮机对轮0.04mm，汽动给水泵一次性整体撤掉0.3mm垫片所导致。
利用#1机组减负荷机会，汽机专业对#1汽泵进行了有针对性的热态中心复查、调整，调整后（表指泵）泵高0.05mm，泵偏炉0.10mm，上张口0.02mm，右张口0.02mm，中心数据符合标准。同时调整了#1汽泵非驱动端推力瓦块间隙，热控专业检查#1小汽轮机振动测点无异常，恢复#1小汽轮机、汽泵运行后，仍然存在振动大，振幅情况与修前无明显改善。
2 故障分析及排故措施
因该缺陷影响机组带负荷，生技部紧急联系电科院进行振动监测分析，电科院测量后分析小汽轮机驱动端汽封可能存在动静碰摩，而根据精密点检测量分析，首先可排除该动静碰摩，具体时域波形图如图1所示。
由图2可见，小机两测点时域波形中未见明显削波情况，根据经验可判断小机前后轴承无碰摩情况。
在图3所示的小机驱动端测点2振动频谱中，可见一倍频水平向最大达5.57mm/s，超报警值4.5mm/s，其他测点频谱及波形图显示正常，因该单点振动频谱异常，且排除联轴器中心不正、动静碰摩，怀疑为#1小机驱动端轴瓦异常。
生技部综合分析后，建议拆开联轴器，单冲小汽轮机至额定转速，以进一步确定该振动发生的原因。冲转至小汽轮机一阶临界转速2430RPM时，小汽轮机驱动端测点振动飙升至85-95um，与其他小汽轮机过临界时，振动幅值（55-65um）相差较大，而在5650RPM时，小汽轮机振动仍然维持在65-75um居高不下，生技部及汽机专业确定优先检查小汽轮机驱动端轴瓦，对汽泵侧暂不作调整。测量小汽轮机联轴器晃度最大点0.025mm，符合标准。 检查#1小汽轮机驱动端轴瓦时发现：轴承箱盖与瓦套指尖存在0.10mm间隙（标准为0.02-0.05mm紧力），瓦套与轴瓦球面之间存在0.03mm紧力（标准为0.03-0.08mm间隙），轴瓦间隙为0.30mm（标准為0.34-0.44mm间隙）
经生技部及汽机专业研究决定：对轴瓦间隙暂不做调整;对瓦套两侧中分面加0.10mm垫片，瓦套与轴瓦球面间隙调整至0.07mm;在瓦套顶部垫铁位置加0.05mm垫片，使轴承箱盖与瓦套之间存在0.03mm紧力。
如图4，轴瓦表面正常，不作调整。
同时汽机专业对联轴器连接螺栓进行检查、重新分配，称重单套联轴器连接螺栓重量为0.180KG，而有两套连接螺栓重量为0.175KG，该螺栓非对称布置，因此对振动有一定的扰动作用;在排查其他影响因素时，专业还发现小汽轮机汽缸台板固定螺栓都可收紧半圈左右。
综合处理后，#1机#1小汽轮机恢复运行，过一阶临界转速时，振动幅值约为45-65um，而运行中该点振动幅值下降至20-45um，另外轴系其他测点，包括小修以前振动维持在65um左右的#1汽动给水泵驱动端振幅也有所下降。
3 结束语
针对本次#1小机振动大的情况分析原因后，判定主要为轴瓦球面间隙变紧力、瓦套与轴承箱盖紧力变间隙，导致运行时轴瓦不能正常自位调整，出现偏磨，发生振动大，而出现这一情况的原因在于小机长周期运行后，未进行揭盖检查、复核数据，轴瓦、瓦套发生轻微变形后未察觉。
本次检修过程中，对于故障点的判断与分析方法中，除采用传统方式外，还参考了精密点检的频谱分析，对最后确定故障位置及调整方向起到了积极有效的作用，同时避免了盲目扩大检修范围的错误导向。由此可见，精密点检振动监测技术具备推广使用的价值。
参考文献：
[1]庄表中，黄志强. 编著振动分析基础[M]. 科学出版社，1985.
[2]范佳卿，肖伯乐，高 升，张 强. 一种实时在线诊断旋转机械振动故障的方法[M]. 动力工程学报，2018.
[3]张国忠，魏继龙. 汽轮发电机组振动诊断及实例分析[M]. 中国电力出版社，2018.
[4]施维新，石静波. 汽轮发电机组振动及事故（第二版）[M]. 中国电力出版社，2017.
[5]王延博. 汽轮发电机组转子及结构振动[M]. 中国电力出版社，2016.
关键词： 小汽轮机; 振动; 频譜分析; 轴瓦; 汽动给水泵
中图分类号： TM311 文献标识码： A
Cause Analysis and Solution for Vibration of Small Steam Turbine
of Unit 1 in Changsha Power Plant
Tan Zhong-xing
（Hunan Huadian Changsha Power Generation Co.， Ltd.， Hunan Changsha 410015， china）
Abstract： The type of feed water pump turbine in Changsha Power Plant is G10.4-1.12. Since the start-up of Unit 1 in Changsha Power Plant in May， 2018， the bearing bush of the driving end of the small steam turbine which has not been repaired in minor repair has suffered from serious vibration defect. When the speed of the small steam turbine reaches 5500 RPM under 600，000 load， the vibration amplitude of the point in X direction reaches 150 um， in Y direction reaches 85 um， and in normal load， the speed of the small steam turbine is 4800-5100 RPM. At that time， the X-direction vibration of this point is also on the high side， reaching 95-100um， which has seriously threatened the safe and stable operation of the unit. In view of this， the steam turbine specialty has checked several influencing factors， and after several attempts to adjust， the reliable operation of the equipment has been restored smoothly.
Key words： small steam turbine; vibration; spectrum analysis; bearing bush; steam feed pump
1 引言
2018年长沙电厂#1机小修结束后，#1机调启，机组在网运行正常。在运行过程中，#1小汽轮机驱动端轴瓦存在振动偏大的安全隐患，因机组启动后尚未带高负荷运行过，而#1汽泵非驱动端推力瓦温度测点1温度较测点2高近20℃（测点2温度为55℃时，测点1达75-80℃）。汽机专业连续观察分析，怀疑为小修期间，#1汽泵检修后，更换汽泵驱动端轴瓦，中心重新调整后，泵侧对轮高小汽轮机对轮0.04mm，汽动给水泵一次性整体撤掉0.3mm垫片所导致。
利用#1机组减负荷机会，汽机专业对#1汽泵进行了有针对性的热态中心复查、调整，调整后（表指泵）泵高0.05mm，泵偏炉0.10mm，上张口0.02mm，右张口0.02mm，中心数据符合标准。同时调整了#1汽泵非驱动端推力瓦块间隙，热控专业检查#1小汽轮机振动测点无异常，恢复#1小汽轮机、汽泵运行后，仍然存在振动大，振幅情况与修前无明显改善。
2 故障分析及排故措施
因该缺陷影响机组带负荷，生技部紧急联系电科院进行振动监测分析，电科院测量后分析小汽轮机驱动端汽封可能存在动静碰摩，而根据精密点检测量分析，首先可排除该动静碰摩，具体时域波形图如图1所示。
由图2可见，小机两测点时域波形中未见明显削波情况，根据经验可判断小机前后轴承无碰摩情况。
在图3所示的小机驱动端测点2振动频谱中，可见一倍频水平向最大达5.57mm/s，超报警值4.5mm/s，其他测点频谱及波形图显示正常，因该单点振动频谱异常，且排除联轴器中心不正、动静碰摩，怀疑为#1小机驱动端轴瓦异常。
生技部综合分析后，建议拆开联轴器，单冲小汽轮机至额定转速，以进一步确定该振动发生的原因。冲转至小汽轮机一阶临界转速2430RPM时，小汽轮机驱动端测点振动飙升至85-95um，与其他小汽轮机过临界时，振动幅值（55-65um）相差较大，而在5650RPM时，小汽轮机振动仍然维持在65-75um居高不下，生技部及汽机专业确定优先检查小汽轮机驱动端轴瓦，对汽泵侧暂不作调整。测量小汽轮机联轴器晃度最大点0.025mm，符合标准。 检查#1小汽轮机驱动端轴瓦时发现：轴承箱盖与瓦套指尖存在0.10mm间隙（标准为0.02-0.05mm紧力），瓦套与轴瓦球面之间存在0.03mm紧力（标准为0.03-0.08mm间隙），轴瓦间隙为0.30mm（标准為0.34-0.44mm间隙）
经生技部及汽机专业研究决定：对轴瓦间隙暂不做调整;对瓦套两侧中分面加0.10mm垫片，瓦套与轴瓦球面间隙调整至0.07mm;在瓦套顶部垫铁位置加0.05mm垫片，使轴承箱盖与瓦套之间存在0.03mm紧力。
如图4，轴瓦表面正常，不作调整。
同时汽机专业对联轴器连接螺栓进行检查、重新分配，称重单套联轴器连接螺栓重量为0.180KG，而有两套连接螺栓重量为0.175KG，该螺栓非对称布置，因此对振动有一定的扰动作用;在排查其他影响因素时，专业还发现小汽轮机汽缸台板固定螺栓都可收紧半圈左右。
综合处理后，#1机#1小汽轮机恢复运行，过一阶临界转速时，振动幅值约为45-65um，而运行中该点振动幅值下降至20-45um，另外轴系其他测点，包括小修以前振动维持在65um左右的#1汽动给水泵驱动端振幅也有所下降。
3 结束语
针对本次#1小机振动大的情况分析原因后，判定主要为轴瓦球面间隙变紧力、瓦套与轴承箱盖紧力变间隙，导致运行时轴瓦不能正常自位调整，出现偏磨，发生振动大，而出现这一情况的原因在于小机长周期运行后，未进行揭盖检查、复核数据，轴瓦、瓦套发生轻微变形后未察觉。
本次检修过程中，对于故障点的判断与分析方法中，除采用传统方式外，还参考了精密点检的频谱分析，对最后确定故障位置及调整方向起到了积极有效的作用，同时避免了盲目扩大检修范围的错误导向。由此可见，精密点检振动监测技术具备推广使用的价值。
参考文献：
[1]庄表中，黄志强. 编著振动分析基础[M]. 科学出版社，1985.
[2]范佳卿，肖伯乐，高 升，张 强. 一种实时在线诊断旋转机械振动故障的方法[M]. 动力工程学报，2018.
[3]张国忠，魏继龙. 汽轮发电机组振动诊断及实例分析[M]. 中国电力出版社，2018.
[4]施维新，石静波. 汽轮发电机组振动及事故（第二版）[M]. 中国电力出版社，2017.
[5]王延博. 汽轮发电机组转子及结构振动[M]. 中国电力出版社，2016.