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1、汽轮机组振动故障测试分析与处理 摘要介绍了CC60-8.83/4.12/1.47型汽轮机组启动经过中振动异常的情况。通过对机组振动数据的测试分析，得出发电机转子热不平衡是引起振动的主要原因，并采用动热平衡的方法消除振动，确保了机组安全运行。关键词汽轮机组振动；测试分析；处理某石化公司热电厂汽轮机为上海汽轮机厂生产的双抽凝气式汽轮机，如图1所示，1999年投产，2001年由上海汽轮机厂进行了增容改造，由50MW改造成CC60-8.83/4.12/1.47型汽轮机组。1轴承振动测试CC60-8.83/4.12/1.47型汽轮机组在启动经过中出现了较大的振动，振动主要表如今发电机后轴承#4上，采用美
2、国Bently公司生产的振动测试分析系统208P，配该公司生产的速度传感器，对该机组启动和运行经过中的振动进行了全面测试，重点监测了发电机与励磁机两侧四个轴承#3、#4、#5、#6垂直、水安然平静轴向三个方向上的振动情况。1.1空负荷运转轴承振动测试(1)转速720rpm，冷却水流量12t/h运转。该机组#3、#4轴承轴振、瓦振在附近都出现了比拟明显的振动峰值。揣测发电机转子在720rpm附近的振动是由于二倍频共振所引起的。由于机组二倍频共振与转速很敏感，转速略微升高，振动随即减小，因而该转速下的振动对机组正常运行没有危险，开机经过中能够通过改变机组转速的方法避开该共振点。图2给出了升速经过中
3、#3、#4轴承振动变化情况。从图中频谱分析可看出，发电机转子临界转速为1440rpm，印证在720rpm附近的振动是由于二倍频共振所引起的。(2)转速3000rpm，冷却水流量12t/h运转。机组3000rpm定速运转经过中，振动逐步增大。其后，#4轴向振动到达80m，#3Y轴振超过180m，振动严重超标。(3)转速3000rpm，冷却水流量14t/h运转。观察振动变化情况。冷却水流量加大初期，振动没有变化。20分钟后，振动有明显减小，见表3，#4轴承座轴向及#3轴承轴振仍较大。1.2带负荷运转轴承振动测试机组于并网带负荷。带负荷初期小负荷状态，振动无变化。但当负荷从10MW升到20MW以及从
4、20MW升到30MW经过中振动都有较明显的增大。同时，随着机组带负荷运行时间的延长，振动能逐步减小。适当加大定子冷却水流量也能在一定程度上减小振动。2振动原因分析(1)振动异常时，通过分析振动信号的频率主要为50Hz分量，其余分量很少，因而，导致振动的激振力是一种与转子上的不平衡力相关联的力。(2)机组未并网发电之前空负荷状态下，振动即很不稳定，此时励磁电流还未施加，因而，能够初步排除发电机电气方面的因素，如匝间短路、空气间隙不均匀等。(3)该机组振动的一大特征是不稳定。不对中等因素引起的振动应该是在机组刚定速时就能表现出来。本机组振动特征与此不符，能够初步排除。(4)该机组振动不稳定具有较典
5、型的慢变特征，即振动的增大和减小都需要一定的时间。这讲明转子具有热变形特征。试验中两次提高冷却水流量，振动都有所减小，也表明转子上确实存在一定程度的热变形。(5)#4轴承座轴向振动增大时，#3、#4、#5、#6轴承座振动包括轴振均同步增大，尤以#3Y方向轴振最为明显。考虑到发电机转子和励磁机转子质量相差很多，发电机转子振动状况对励磁机的影响很大，而励磁机振动状况对发电机的影响十分是发电机前轴承很小。因而，综合整个试验数据，初步断定振动变化主要是由于发电机转子引起的，励磁机转子两侧振动变化是由于发电机转子振动变化引起的。3振动故障分析结论及处理(1)机组700rpm附近的振动由发电机转子二倍频共
6、振引起，对设备危害不大，能够通过改变转速避开共振点的方法减小其影响。(2)本机组振动在机组启动后逐步增大，故与转子中心不正等因素关系不大。(3)本机组振动主要是由于发电机转子引起的，不排除励磁机激发振动的可能性。振动故障的治理能够首先从发电机开场，之后再考虑励磁机等的影响。(4)本机组发电机在开启一段时间后电机两端振动量逐步增大，符合转子有少量热变形引起振动特征1，能够通过动热平衡方法减小振动。动热平衡方法即综合考虑空载及额定负荷工况下振动分配，人为给转子制造一定的质量不平衡，使其振动的方位与振动变化量热矢量的方向相反，用以抵消部分振动变化量，进而使空载、带功率工况下的振动均到达相对理想状态。通过计算和屡次测试在#3位安装配块420g1250，在#4位安装配块300g1130，在带负荷升速经过中#3和#4位振幅在20m下面，知足机组运转需求。(5)在机组有时机检修时，就下面几点进行检查：检查#4轴承座瓦枕球面接触以及轴承座与底部台板接触情况，并进行了清理和修复；检查冷却水回路，畅通；复查电机励磁机的磁力中心，并将其调整在误差范围内。通过对发电机在启动经过中振动的测试分析与处理，发现转子热变形热矢量的是发电机运行振动常见的原因之一，通过检修中采用现场热平衡补偿的方法，成功消除了发电机转子的振动，保证机组安全稳定运行。