试论发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理

1、    试论发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理    摘 要：发电厂的汽轮机组在工作当中往往存在由于高压缸和低压缸出现动静碰磨而造成轴承剧烈震动的现象。本文将对某汽轮机组的轴承异常振动原因进行分析，并通过技术手段对其产生的故障进行诊断，结合工作经验对故障的处理方向和具体操作提出相应的对策，以便为今后汽轮机组故障处理提供参考。关键词：汽轮机组；轴承振动；高压缸；低压缸doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.19.1780 前言为了了解发电厂汽轮机组在工作过程中轴承经常出现异常振动的现象的原因，并根据机械原理寻求出解决方案和对策，从而

2、避免在汽轮机组使用过程中再次出现异常，笔者对某大型汽轮机组进行观察，该机组为单轴四缸凝汽式的汽轮机，其中高压缸设计为単流式，低压缸设计为双流式。在出现轴承振动的第一时间对其进行拆解，结果显示，是高压缸和低压缸出现了问题。1 汽轮机组出现轴承振动的原因分析1.1 高压缸动静碰磨对本文选用的发电厂汽轮机组经过100小时的运行测试后发现在汽轮机冲至3000转时高压缸中出现了“蛙跳”现象，在持续一段时间后，机组中轴承开始了不规则的振动，因此将机器拆分，对高压缸进行检查，发现在高压缸中出现了动静碰磨现象，同时大机组中的高压转子汽封过长，导致启动过程中出现左右不均的现象，从而造成了高压缸膨胀不畅，并导致轴

3、承异常振动。通过观察，发现高压缸存在以下现象：高压转子的轴封和汽封磨损十分严重；测量高压缸的负荷分配发现电端猫爪垂弧差达到0.25mm，已经严重超标；红丹对磨接触面积不足总面积一半1，有着严重的安全隐患。1.2 低压缸动静碰磨在对其他设备进行运行测试的过程中，低压缸的问题也逐渐浮出水面。对于轴承异常振动这一现象来说，低压缸也起到了重要影响。对低压缸的检测中发现，低压缸的动静碰磨问题直接导致了低压缸的蒸汽参数过低，其中，低压缸的汽封径向之间存在的间隙过小，疑为经过人为调节；此外，汽轮机的低压轴封出现了进水现象；随着排气温度过低，导致汽轮机低压缸内部的真空情况过高，使得非落地的轴承标高出现变化，造

4、成轴承受力不均匀，发生严重摩擦。在该汽轮机组中，低压缸与高压缸不同，是双流式构造，其中缸体为双层结构，并且与抵押轴承相互焊接，因此在真空情况过高的状态下横纵两向上所施加的力会造成缸体弹性变形，从而使低压缸的刚度变低。2 对汽轮机组的轴承振动进行处理2.1 对高压缸进行处理（1）处理方法。面对高压缸出现的膨胀不畅现象，需要经过仔细的对比和分析以确定其原因，在根据具体原因和经验进行处理。以本文汽轮机组中高压缸存在的问题为例，笔者首先将一个不锈钢片前箱台板的滑块底部，从而对滑块和前箱之间的各处间隙进行调节，是间隙距离小于0.1mm；同时将红丹涂抹在前箱台板的滑块表面，使其能够与前箱的底部形成对磨，从

5、而提高对磨的接触面积，提升安全性能；在高压缸上重新开一个注油孔，并在附近设置一条完整的注油管道，通过注油的方式提升高压缸的润滑效果；对于前箱中已经严重磨损的滑销需要及时更换新品，并在新的滑销更替之后在表面涂抹上具有耐高温特性的润滑脂；最后，对符合分配进行调整，使电端的猫爪垂弧得到有效降低。在多次测量之后，确定垂弧差降低到了0.05mm以下再投入到使用中。（2）处理结果。经过以上处理方式对出现膨胀不畅现象的高压缸进行详细的处理后，再对其进行全面的测试，测试中发现，高压缸内部的“蛙跳”现象已经消失，汽轮机组的轴承正常运行，并没有再出现异常的振动现象，轻微振动的幅度控制良好，最大振幅不足70m。同时

6、，高压缸的膨胀能力得到了十分明显的提升，在从20mm膨胀到50mm的过程中，实现缩短了近一半，最快在10小时以内完成了膨胀工作。2.2 对低压缸进行處理（1）处理方法。对于出现严重磨损的低压轴封和隔板汽封，可以将以往的斜齿汽封方式改变为直齿汽封方式，实验表明，在工作中，直齿汽封方式更具有耐磨性；对于内缸下降量巨大严重的情况，则可以将内缸中各级隔板向上太高，本文在进行汽轮机组处理时太高了0.01mm，同时还将端部汽封与各级隔板同时进行了提升，从而在一定程度上降低了动静碰磨现象的产生；对于低压缸内部出现十分严重的变形和与之相关的刚度过低现象，本文选择了使用辅助支撑的筋板来对其进行加固，从而尽可能多

7、地提升低压缸的刚度减轻其因外部力量造成的变形问题，从而避免因刚度不足而造成的轴承异常振动。（2）处理结果。经过对于低压缸出现的变形和振动异常进行处理，再次对其进行检查，可以明显地发现，相较于处理之间，变形量和振动幅度都有了十分明显的降低。其中，变形量的减少最为明显，例如在总变形当中，对加固处理前进行测算，发现变形量达到了3.88mm之多，而在加固之后，变形量降低到了2.97mm，同比减少了37.4%，而其他各分项的变形量降低也都令人满意，其中轴承洼沟的垂直变形量降低幅度最大，达到了56.3%2，而内缸支撑的垂直变形虽然是各分项当中减少幅度最小，但也有19.4%之多，可见加固工作已经取得了不错的成果；此外，利用辅助支撑对低压缸的刚度进行提升后，机组中的振动情况有了突出的改善，在机组稳定运行100小时之后，可以清楚地测算出机组振动幅度有了明显的降低，并且逐渐趋于平稳，其中随着真空负荷的变化幅度降低，轴承振动的幅度也缩减到了最小值。3 结论在汽轮机组的运行过程中，出现的严重的非正常轴承振动，经过试验测定，可以认定是高压缸和低压缸这两个方面出现了问题，因此在进行轴承振动处理时，需要针对这两个方面进行严格详细的检查，以便确定问题根源。本文中对于机器测定的原因分析只是众多故障原因中的一种，其他的故障处理需要根据故障的具体成因制定具有针对性的处理方案，不可忙目照搬。参