15MW汽轮机振动大的原因分析及处理

摘 要：对运行中15MW汽轮发电机组汽轮机振动大的原因进行分析，经过对停机惰走时间的减少、盘车时跳电、前气缸内有金属摩擦音，判断汽轮机内部有阻碍转子正常旋转的故障产生，并对汽轮机做开缸检查，避免故障扩大化。

关键词：15MW汽轮机；振动大；汽封套圈；轴瓦

1 简介

为响应公司节能减排的政策，在目前公司煤气比较富裕的情况下，能环部热力鼓风机站新安装一台15MW汽轮发电机组。考虑到2011年5月左右，热电项目部135MW全燃气余能发电机组就将投产，届时这台机组就要停止运行，实际运行只有2年左右的时间，在此基础上，2009年初采购了一台二手的15MW汽轮发电机组，汽轮机为中压、单缸、双抽气、凝汽式汽轮机。汽轮机前轴承和推力轴承成一体，组成联合轴承，推力轴承为可倾瓦式，后轴承为径向椭圆瓦。

该机组于2009年6月22日投产并网发电，因该机组为二手旧机组，各项性能劣化严重。尤其是调节系统不稳定，在运行中经常会造成0.3MW的负荷自动大幅度波动，为了确保锅炉和鼓风机组安全运行，负荷控制在11-12KW左右。7月13日，18：20汽轮机和发电机四个轴瓦的振动有所上升，其中2#、3#瓦振动升至60?m、随后又下降到30?m以下，20：00四个轴瓦的振动同时开始快速上升（初始值在10-20?m左右），值班工长发现振动快速上升后联系作业区（此时振动已到90?m），岗位人员立即打闸停发电机和汽轮机，瞬时2#瓦振动最高达到200?m，超过跳机设定值110?m。

2 振动原因分析

（1）机组停机后，对整个过程进行全面仔细分析，存在的异常情况如下：

1）停机后机组转速由3000r/min到0的时间仅有12分钟，（前二次停机惰走时间在22分钟），惰走时间急剧减少，同时电动盘车出现二次跳电。

2）机组在盘车的过程中，盘车转速6r/min，能明显听出前汽缸内有金属摩擦声。

根据以上现象判断，汽轮机内部有阻碍转子正常旋转的故障产生，必须对汽轮机做开缸检查，避免故障扩大化。

（2）7月16日汽轮机揭缸检查发现转子上前汽封套圈严重变形破裂（其中一段已脱落），前汽封体严重磨损，见图1：

同时打开汽轮机前后轴承箱，发现1#轴瓦上瓦磨损，2#轴瓦下瓦磨损严重，轴承部分乌金层破损脱落，见图2：

（3）原因分析：由于转子上前汽封套圈逐渐受热膨胀变形破裂，破裂脱落部分与对应处的上下隔板汽封发生碰擦，导致动静部分碰磨，引起机组振动迅速上升，同时造成轴瓦受损，尤其是2#轴承下瓦部分乌金层破损脱落，轴瓦乌金脱落与本身浇灌质量有一定关联，因当时轴瓦温度分别为1#瓦93℃、2#瓦72℃、3#瓦60℃、4#瓦57℃，并没有达到乌金熔化温度（105-110℃），其次是乌金颜色没变化。

此套汽封套圈为安装前由二手设备的提供厂家新更换的，并不是由制造厂南京汽轮机厂供货的备件，分析在材质和制造工艺有问题，造成运行中出现变形破裂。

3 处理措施

（1）将转子送到南京汽轮机厂对汽封套圈、汽封体进行更换，转子做动平衡试验。

（2）更换乌金磨损较严重的1#、2#轴瓦，并对3#、4#轴瓦进行检查。

（3）由于机组运行中一直存在负荷波动的问题，对调速保安、润滑油系统进行清洗，重点部件解体清洗（如电磁阀、危急遮断器、错油门、油动机等）。

（4）轴瓦乌金磨损后杂质会进入油系统，对油箱及油系统进行油循环。

（5）检修完成，机组重新投入运行，负荷稳定在12-13MW，振动值保持在10-20?m，设备运行平稳。

4 结论

（1）对于高速旋转的机械设备，振动是无法避免的，当机组出现异常振动时，技术人员首先要沉着冷静地观察振动的特征，仔细查看运行趋势，如机组的油压、轴瓦振动、温度、轴位移、推力瓦温度、惰走时间等，对症下药，才能快速准确的找到故障点，达到事半功倍的效果。

（2）该汽轮机为旧机组，各项性能已劣化，设备质量存在较多隐患，机组稳定性差。根据机组的设备工况，今后机组运行尽量保持稳定工况，进汽量上限不超过75吨、下限不低于40吨。尤其是机组进汽量不超过75吨的额定进汽量，再增加负荷会使汽轮机转子未两级叶片断裂的风险增大。

参考文献：

[1]汽轮机检修编委会.汽轮机检修[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]郭延秋.大型火电机组检修使用技术丛书：汽轮机分册[M].北京：中国电力出版，2003.

[3]陆颂元.汽轮发电机组振动[M].北京：中国电力出版社，2000.

作者简介： 王东（1981-），男，工程师，安徽理工大学毕业，目前从事动力机械设备管理工作。endprint