來源：火電圈

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某電廠兩台機組的汽輪機采用全新一代超超臨界、一次中(zhōng)間再熱、單軸、四缸四排汽(qì)、雙背壓、抽汽(qì)凝汽式660 MW汽輪機。機組從機頭(tóu)至機(jī)尾依次串聯1個高壓缸，1個中壓缸和2個低壓缸。其中高壓通流反向布置，共12個壓力級；中壓通流正向布置，9個壓力級；低壓通流雙分流布(bù)置(zhì)，共2×2×5個壓力級。

高壓模(mó)塊中，高壓外缸采用傳統中分面結(jié)構。高壓缸配汽方式為節流配汽，上下切向進汽。新結構對稱、變形小，機組啟動過(guò)程中，圓周(zhōu)間隙均勻，對機(jī)組啟動有利。在機組試運中，1#軸振多(duō)次出現異常增大現象(xiàng)，檢查發現高壓缸膨脹受大管(guǎn)道阻礙、高壓内缸(gāng)靜子與高壓轉子(zǐ)中心偏差較大，經調整處理後，機組異常振動得以解(jiě)決(jué)。

1　機組啟動期間振動介紹

機組定速3 000 r/min時，各軸承振動(dòng)優良，但在升負荷(hé)過程中1#軸振多次快速增大，減負荷(hé)後振動幅值回落。最早出現振動增大的負荷大緻為343 MW，随着負荷升(shēng)高，1#軸(zhóu)振幅值突增，幅度也在增大。在1#軸振幅值異常增大期間，其他(tā)軸振(zhèn)幅值變化不大。圖1是機組帶負荷至503 MW期間(jiān)1Y軸振(zhèn)瀑布圖，從(cóng)圖1可見，1#軸(zhóu)承基(jī)頻振動一直穩定，且幅值較小(xiǎo)；1Y軸振動增(zēng)大主要系低頻振動所緻，低頻振動頻率為27.3 Hz。

圖1 1Y軸振動(dòng)瀑布圖

現場嘗試了改變軸(zhóu)承潤(rùn)滑油供油溫度、啟動頂軸油泵、強制CV1和CV2形成不同的開(kāi)度(dù)等試驗(yàn)，後兩項措施對振動無明顯影響。降低潤滑油供油溫度可使振動波動的負荷點提高30～50 MW，即對(duì)低頻振動有抑制作用，但效果有限。

總結機(jī)組1#軸振存在如下特點:

（1）1#軸承振動為(wéi)低頻振動，振動頻率為27.3 Hz；

（2）潤滑油溫度從40℃降低(dī)至36℃後，對低頻振動有抑(yì)制作用，但抑制程度有限；

（3）機組(zǔ)振動突增的負荷點并不确定，同一負荷點有時振動比較穩定(dìng)，有時振動幅值大幅增加；

（4）1#軸承金屬溫(wēn)度存在随機組負荷(hé)升高而下降(jiàng)的趨勢(shì)，從并網初(chū)期的79℃，已經降低至570 MW時的68℃左右（期間油溫降(jiàng)低約5℃）；

（5）機組最高負荷(hé)約570 MW時，1#軸承振動增大時其幅值超過200 μm。

由于(yú)升高(gāo)負荷過程中1#軸振幅(fú)值多次異常增(zēng)大(dà)，影響機組安全運行，需分析處理(lǐ)。

2　振動分析

從振動現象看，機組軸振(zhèn)異常主要(yào)是1#軸承處，重點對1#軸(zhóu)承振動原因進行分析(xī)。

汽輪機(jī)高壓轉子(zǐ)出現低頻振動，主要可能原因為：摩(mó)擦振動、油膜渦動、汽流激振。出現摩(mó)擦振動時工頻振動的幅值及相位會有明顯變化，與該機特征不符。

汽(qì)流激振屬于自激振動，與負荷(hé)有關，主要發生于高參數大容量機組的高壓轉子上。其振動(dòng)會(huì)随着負荷增大到某一最大臨界負荷時瞬間發散，有較好的重複性。振動頻率與轉子(zǐ)臨界轉速相關。汽流激振(zhèn)的發生(shēng)與汽輪機(jī)蒸汽流量有一定的(de)關系(xì)，而與工作轉(zhuǎn)速無關，這是(shì)它與油膜渦動的主要區别。

從機組(zǔ)的振動特點看，與汽流激(jī)振相似(sì)。在機組負荷增大後，1#軸承負載(zǎi)明顯減輕，降低(dī)了(le)軸承(chéng)的穩定性，同時汽流激振力增大，造成1#軸振發生蒸汽自激振動。可以确定1#軸承振動過大由汽流激振引起(qǐ)。

根據目前公認的研究成果，汽輪機汽流激振(zhèn)來自3個方面:即葉片頂隙激振、密封流(liú)體(tǐ)激振與作用于(yú)高、中壓轉子(zǐ)上的不均衡靜态蒸汽(qì)力[1]。簡言之:汽輪機轉子中心相(xiàng)對靜(jìng)子中心的靜偏心（由于機組安裝不規範、徑向通流不(bú)均勻或者機組運行一段時間後滑銷系統間隙變大導緻汽缸(gāng)跑偏産生）使動靜間隙不(bú)均緻(zhì)轉子沿轉動方向發生渦(wō)動，産生葉頂間隙激(jī)振；轉(zhuǎn)子、靜子間不同心或動态偏心(xīn)渦動，使汽封各(gè)齒間形成的(de)腔室空間大小不均，導緻各腔室的蒸汽壓力不均勻，會産生一個垂直于(yú)轉子偏(piān)心(xīn)方向的合力，加劇轉(zhuǎn)子渦動，發生密(mì)封流體激振。總之，汽(qì)流激振主要(yào)是缸内動靜間隙(xì)不均勻引起的(de)振動。

3　處理措施及結果

根(gēn)據上述1#軸承(chéng)振動原因分析，停機後檢修時立足于查找引起汽流激振的高壓缸“跑偏”原因是處理1#軸承振動的主要方法；适當增加(jiā)1#軸承(chéng)載荷是輔助手段。

機組停機冷卻到常溫後:

（1）拆除高壓缸上半端汽封，按圖2測量高壓轉子與外缸左、右、上方向“Y”值，确認是否存在跑偏情況（兩側端汽(qì)封處徑向尺寸“Y”值符合設計要求，即認為整個高壓(yā)徑向通流間隙(xì)正确）。

圖2 高(gāo)壓轉子與汽缸(gāng)定位尺寸示(shì)意圖

高壓缸兩端轉子與汽缸相對位置實測值如表1所示。

表1 高壓轉子與(yǔ)汽缸定位尺寸

表1數據顯(xiǎn)示，相對廠内總裝測量值而言，檢修時左側測量值(zhí)變大(dà)，而右側測量值變小。這表明汽缸相對轉子産生了向左的位移，汽缸向左(zuǒ)跑偏。高(gāo)壓動靜中心偏(piān)移量汽機端（1#軸承端）1.01 mm，電機端（2#軸(zhóu)承端）0.28 mm。

複裝時，自由狀态下重新配準貓(māo)爪和立(lì)鍵墊片，恢複動(dòng)靜間隙為廠内總裝值，以校正高壓(yā)通流動靜中心偏差(chà)，保證徑向間隙均勻。

（2）根據經驗，查(chá)找并排除幹涉。經檢查，發現高壓(yā)排汽管與支架(jià)幹涉，詳見(jiàn)圖3。

圖3 高壓排汽管與支架幹涉(shè)部位(wèi)

高排(pái)管與支吊(diào)架門(mén)梁擋幹涉(shè)，會影(yǐng)響高壓缸膨脹，此外(wài)還會引起高壓缸向(xiàng)一側(cè)“跑偏”。為此，停機檢修時(shí)将擋塊割(gē)除，留出足夠膨脹(zhàng)間隙，見圖4。

圖4 高壓排汽管(guǎn)與支架

在(zài)恢複中心及處理幹(gàn)涉問題後，再次開機，THA工況下(xià)1#軸承未出現(xiàn)振動(dòng)過大問題，整個軸系(xì)振動(dòng)良好，運行穩定。

THA（660 MW）工況下，機(jī)組穩定運行畫面見圖5。

圖5 THA工況機組運行(háng)畫面

4　總結(jié)

汽輪機運行過程中動靜間隙周向不均勻是引起汽流激振的主要原因。高壓缸膨脹受阻導緻(zhì)高壓通流間隙一緻性變差，同時汽(qì)缸跑偏加劇了動靜間隙的不均勻(yún)度。通過以(yǐ)高壓缸(gāng)端汽封處動、靜間隙為基準校正通流間隙，保證高壓(yā)缸自由膨脹，防止滑(huá)銷系統跑偏是解決(jué)汽流激振問題的有效手(shǒu)段。采用上述手段後，機組振動問題得到(dào)徹底解決。