大唐三门峡火电厂三期扩建工程 5#汽轮发电机组振动监测

张昌义

摘 要:通过对汽轮机组冲转及带负荷阶段机组振动数据的采集和分析，进行全面振动监测

了解机组的振动情况,为机组安全运行提供指导,评定机组的振动。

关键词：汽轮机；振动

1系统简介

大唐三门峡发电厂三期扩建工程#5机组配套汽轮机为上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮机。汽轮机型号为N1000-28/600/620。发电机为上海电气集团股份有限公司制造的THDF125/67型水氢氢冷却发电机。

该机组轴系共由高、中、低I、低II四根转子构成。汽轮机转子的支撑方式采用“N+1”的方式，即四根转子分别由五只径向轴承来支承，除高压转子由两只径向轴承支承外，其余三根转子，即中压转子和两根低压转子均只有一只径向轴承支承。

机组的盘车装置采用液压马达，安装于高压转子调阀端的顶端，位于1号轴承座内，使用顶轴油驱动。另外在3号轴承座处还设有手动盘车装置。

2设备技术规范

2.1汽轮机发电机轴系临界转速

轴段名称	一阶临界转速		二阶临界转速
	设计值（轴系）	设计值（单轴）	设计值（轴系）	设计值（单轴）
高压转子	2640	3240	7860	10620
中压转子	1920	2100	5460	6840
低压转子A	1200	1320	3480	4200
低压转子B	1320	1320	3660	4200
发电机转子	720	720	2100	2520

2.2叶片共振区域

不允许停留转速范围：560-862r/min；998-1378r/min；1604-1744 r/min； 1922--2062 r/min；2580---2720 r/min。

2.3 试验目的

振动监测的目的是通过对机组轴系进行全面振动监测，以便了解机组的振动情况，据此评定机组的振动。

3试验仪器和设备

机组TSI和TDM监测系统，S8000测振仪。

4试验前工作

4.1．试验准备情况

a：机组TSI和TDM监测系统投入使用。

b：S8000和各轴振振动测点连接完毕，通道校验工作完成，静态调校合格。

5振动监测内容、过程及数据

5.1．首次启动#6、#7瓦轴振振动偏大过程描述及原因分析

A: 2016年11月21日19:03分机组首次冲转，启动方式为：高中压缸联合启动、DEH操作员自动方式。机组冲转后，盘车装置自动退出工作，动作正确。

19:06分机组转速至360 r/min，主控打闸，进行摩擦检查，就地检查未见异常，重新挂闸冲转，恢复转速暖机。19：18汽机转速360rpm暖机，汽机各瓦振动正常，发电机#6、#7轴承振动偏大，#6：54μm，#7：22μm，#7轴振随转速稳定后下降，#6轴振一直在54μm波动，高压缸温316℃，中压缸263℃。

360rpm时机组各参数如下：

各轴瓦绝对振动值：mm/s

1X	1Y	2X	2Y	3X	3Y	4X	4Y	5X	5Y
0.1	0.1	0.1	0.1	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
6X	6Y	7X	7Y	8X	8Y
0.2	0.2	0.2	0.2	0.20	0.2

各轴承相对对振动值：μm

1	2	3	4	5	6	7	8
8.1	18.1	16.6	14.6	17.6	54	22.6	15.7

21:43机组各准则满足要求后开始向3000rpm升速，,升速过程中540rpm联停顶轴油泵正常。在转速2800rpm转向3000rpm升速过程中发现发电机轴端甩油，此时各参数变化如下：

氢压由0.449MPa升至0.46MPa，密封油流量由0.4dm3/s升至2.5dm3/s，润滑油温由41℃升至46℃，氢温43℃，密封油差压在110kPa和140kPa之间波动。22：00转速到3000rpm后，汽机各瓦振动正常（数值0.18mm/s）,#6轴振由54μm升至122μm，#7轴振由22μm升至117μm，3000rpm定速后各瓦最高温度如下：

#1：57℃，#2：58℃，#3：83℃，#4：95℃，#5：93℃，#6：61℃，#7：84℃，#8：71℃，推力瓦温：64℃。轴向位移0.05/0.09/0.09mm

22:14发电机轴端甩油严重，6#，7#瓦轴振动大打闸停机。

B:原因分析

（1）机组停运后我们初步分析认为#6、#7轴承轴振偏大的原因为密封瓦和轴发生碰磨，导致6#，7#轴振偏大，后经检查密封瓦和油档证实了该原因。

（2）发电机转子存在动不平衡理由如下：

A: #7轴承轴心轨迹图

B: 机组在各时间段的振动数据

表1 机组2016年12月3日5点45分振动数据

项目	5X	5Y	6X	6Y	7X	7Y
OVERALL	62	46	130	112	79	49
50Hz	59∠51°	36∠139°	126∠222°	102∠337°	77∠242°	42∠34°

表2 机组2016年12月6日12点10分振动数据

项目	5X	5Y	6X	6Y	7X	7Y
OVERALL	72	43	126	92	77	24
50Hz	67∠53°	36∠129°	112∠260°	83∠11°	72∠236°	12∠23°

表3 机组2016年12月13日14点20分振动数据

项目	5X	5Y	6X	6Y	7X	7Y
OVERALL	57	34	121	98	74	31
50Hz	50∠33°	25∠112°	108∠236°	72∠354°	72∠197°	23∠301°

从以上数据反映出发电机转子存在不平衡量。但由于时间窗口不允许机组停运加装平衡块，

同时我们认为在这种状况下，机组可以满足带满负荷运行的要求，以后有机会后再做动平衡。

（3）机组6#，7#轴瓦负荷分配不均

机组在安装时5#，6#轴瓦相对标高为零，盘车时各瓦油膜压力如图，5#瓦油膜压力7.8MPa,6#瓦油膜压力2.5 MPa ；3000rm时，机组6#，油膜压力6#瓦3.0/2.3PMa，7#瓦4.5/4Pma 6#瓦温64℃，7#瓦温87℃，8#瓦温64℃； 7#，8#轴振大超标，6#轴振92μm，7#轴振90μm，8#轴振95μm，分析认为各轴承负荷分配不均导致6#，7#，8#瓦轴振偏大。

5.2.机组临界转速分析

机组停机波德图

从图形看，机组的临界转速区间位987---1143rpm在987RPM时机组3Y最大振动位183µm

过了临界转速后机组振动减小。机组冲转时升速率大，振动不明显，停机时速率低反映明显，因此停机时可在1200rpm破坏真空加快降低机组转速，越过临界区，避免过大振动。

6结论与建议

就目前的情况来看，5#汽轮发电机组的总体状况还是比较好的只是其6#、7#轴承的振动值偏高，需要引起注意。请在停机有时间时对、6#、7#轴承的轴瓦负荷分配进行调整同时发电机转子进行动平衡试验减小6#，7#,8#轴瓦轴承振动，这台汽轮发电机组目前的状态尚好，完全可以正常投入使用。

作者简介：张昌义（19700909）四川成都；男；汉；大专；四川通能电力科技有限公司；电厂汽轮机调试；中级职称

4