大型汽輪機(jī)汽流激振問題的分析和處理

1、大型汽輪機(jī)汽流激振問題的分析和處理    軸承油膜振蕩(或油膜半速渦動(dòng))和汽流激振(或蒸汽激振、蒸汽渦動(dòng))是汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中軸系最可能產(chǎn)生的兩類不穩(wěn)定自激振動(dòng)。它們呈現(xiàn)突發(fā)性的振動(dòng)特征，均為低頻振動(dòng)，造成的危害較大。前者產(chǎn)生的振動(dòng)主要與轉(zhuǎn)速有關(guān)，可能發(fā)生在機(jī)組各轉(zhuǎn)子的支撐軸承上，后者則通常與機(jī)組所帶的負(fù)荷有關(guān)，主要產(chǎn)生于大容量高參數(shù)機(jī)組的高壓和高中壓轉(zhuǎn)子上。對于軸承油膜不穩(wěn)定產(chǎn)生的振動(dòng)問題，在國內(nèi)外已作了充分的理論和試驗(yàn)研究，并總結(jié)出一些處理該類故障的切實(shí)可行措施，如改變軸承型式、軸承比壓、軸承間隙、潤滑油的粘度等。而對于汽流激振引起的低頻振動(dòng)，由于以前機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生的次

2、數(shù)相對較少，其機(jī)理分析和故障處理較為復(fù)雜，處理效果有時(shí)也不十分理想，在國內(nèi)未能引起足夠的重視。    隨著300MW、600MW等級(jí)的大型機(jī)組大量投運(yùn)，汽流激振問題日益暴露出來。目前國內(nèi)已有一些機(jī)組的高壓(或高中壓)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中發(fā)生汽流激振引起的不穩(wěn)定低頻振動(dòng)。例如，作為當(dāng)前我國火力發(fā)電主力的國產(chǎn)300MW機(jī)組，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有20多臺(tái)機(jī)組的高壓(或高中壓)轉(zhuǎn)子發(fā)生過汽流激振故障，嚴(yán)重影響電廠的安全運(yùn)行。國內(nèi)個(gè)別200MW及以下容量機(jī)組的高壓轉(zhuǎn)子也發(fā)生過突發(fā)性汽流激振。此外，已有多臺(tái)進(jìn)口的超臨界機(jī)組投運(yùn)以來，也陸續(xù)出現(xiàn)過高壓轉(zhuǎn)子支撐軸承不穩(wěn)定的汽流激振問題。根據(jù)汽流激振機(jī)

3、理和國外大機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，已確認(rèn)汽流激振問題更容易發(fā)生在高參數(shù)、大容量汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子上，尤其是超臨界汽輪機(jī)組上。由于蒸汽激振力近似地正比于機(jī)組的出力，因此，由汽流激振引起的不穩(wěn)定振動(dòng)就成為限制超臨界機(jī)組出力的重要因素。例如，在前蘇聯(lián)和美國早期生產(chǎn)和投運(yùn)的超臨界機(jī)組中，這類低頻振動(dòng)問題比較突出，帶負(fù)荷工況運(yùn)行時(shí)，因振動(dòng)大引起的跳機(jī)故障或被迫限制負(fù)荷運(yùn)行，都直接影響了機(jī)組的可用率。隨著國產(chǎn)超臨界機(jī)組的加緊研制和將來的陸續(xù)投運(yùn)，也必將會(huì)面臨此類低頻振動(dòng)問題。因此，加強(qiáng)超臨界機(jī)組汽流激振的研究顯得非常重要。    本文將介紹機(jī)組汽流激振的機(jī)理和特征，以及近年來國內(nèi)若干大型機(jī)組高壓

4、(高中壓)轉(zhuǎn)子汽流激振引起的低頻振動(dòng)的分析和現(xiàn)場處理實(shí)例，歸納總結(jié)引起該類振動(dòng)的主要原因及其防范的對策，為目前國產(chǎn)超臨界機(jī)組研制中轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方面的設(shè)計(jì)和將來國產(chǎn)與進(jìn)口超臨界機(jī)組運(yùn)行中可能會(huì)遇到振動(dòng)問題的分析和處理提供技術(shù)上的支持。機(jī)組軸系振動(dòng)穩(wěn)定性和汽流激振1.1  軸系振動(dòng)穩(wěn)定性     軸系振動(dòng)穩(wěn)定性屬于自激振動(dòng)的范疇。自激振動(dòng)是振動(dòng)體自身所激勵(lì)的振動(dòng)。該振動(dòng)與機(jī)組轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡等無直接的關(guān)系，而是由機(jī)組內(nèi)部的力激發(fā)起來的。維持自激振動(dòng)的能量來源于系統(tǒng)本身運(yùn)動(dòng)中獲取的能量。系統(tǒng)一旦失穩(wěn)，振幅將隨時(shí)間迅速發(fā)散(線性系統(tǒng))或呈極限軌跡

5、(非線性系統(tǒng))。    汽輪發(fā)電機(jī)組自激振動(dòng)大多由支持軸承的油膜失穩(wěn)造成的。油膜渦動(dòng)是油膜力激發(fā)的振動(dòng)，當(dāng)正常運(yùn)行條件的改變(如傾角和偏心率)引起油楔“推動(dòng)”轉(zhuǎn)軸在軸承中運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生的不穩(wěn)定力會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生渦動(dòng)(或正向進(jìn)動(dòng))。如果系統(tǒng)內(nèi)存在足夠大的阻尼，則轉(zhuǎn)軸回到其正常位置而趨于穩(wěn)定；否則，轉(zhuǎn)子將繼續(xù)渦動(dòng)，出現(xiàn)較大的不穩(wěn)定振動(dòng)。油膜不穩(wěn)定渦動(dòng)一般是由于過大的軸承磨損或間隙、不合適的軸承設(shè)計(jì)、潤滑油參數(shù)的改變等因素引起的。根據(jù)振動(dòng)頻譜識(shí)別油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定的振動(dòng)頻率為同步振動(dòng)頻率的4048，接近轉(zhuǎn)速頻率的一半，也常稱為油膜半速渦動(dòng)。油膜失穩(wěn)引起的自激振動(dòng)通常與轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)機(jī)

6、器出現(xiàn)油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定，而且油膜渦動(dòng)頻率等于系統(tǒng)的某一階固有頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生油膜振蕩。油膜振蕩只有在機(jī)組運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于兩倍的一階轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速情況下才可能發(fā)生。這時(shí)，油膜渦動(dòng)頻率非常接近于轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速產(chǎn)生共振而引起很大的振動(dòng)，以致油膜失去支撐作用。通常一旦發(fā)生油膜振蕩，無論轉(zhuǎn)速繼續(xù)升至多少，油膜渦動(dòng)頻率將保持為轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速頻率。理論研究和現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，采取改變軸承型式、增大軸承比壓、減小軸承頂隙、降低潤滑油的粘度等措施，可以消除或減小油膜振蕩或油膜渦動(dòng)。    汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生自激振動(dòng)的另一主要原因是汽流激振。汽輪機(jī)的發(fā)展一直在試圖努力提高機(jī)組的熱效率，通常采用的方法是增

7、加級(jí)數(shù)、提高工作轉(zhuǎn)速和提高工作介質(zhì)初參數(shù)(壓力和溫度)。前2種方法使得轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速降低和工作轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速比率增大，均會(huì)導(dǎo)致軸系穩(wěn)定性下降。最后1種方法則可能會(huì)引起軸系自激振動(dòng)的1種新的激振力，即汽流激振力。它是工作介質(zhì)(蒸汽)誘發(fā)的激振力，在高熱力參數(shù)的汽輪機(jī)上表現(xiàn)較為突出。國外汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，現(xiàn)代大型汽輪機(jī)(尤其是超臨界汽輪機(jī))的高壓(或高中壓)轉(zhuǎn)子容易發(fā)生蒸汽激振，致使軸系失穩(wěn)。對于亞臨界和超臨界的大功率汽輪機(jī)來說，由于軸承油膜不穩(wěn)定的影響和通流部分“蒸汽”的干擾結(jié)合在一起，增大了軸系產(chǎn)生低頻振動(dòng)的危險(xiǎn)性。1.2 汽流激振機(jī)理    根據(jù)目前的研究結(jié)果，汽

8、輪機(jī)汽流激振力通常來自3個(gè)方面。    (1)葉頂間隙激振力。汽輪機(jī)葉輪在偏心位置時(shí)，由于葉頂間隙沿圓周方向不同，蒸汽在不同間隙位置處的泄漏量不均勻，使得作用在葉輪沿圓周向的切向力不相等，就會(huì)產(chǎn)生一作用于葉輪中心的橫向力(合力)，也稱為間隙激振力。該橫向力趨向于使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生自激振動(dòng)。在1個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)阻尼消耗的能量小于該橫向力所做的功，這種振動(dòng)就會(huì)被激發(fā)起來。葉頂間隙不均勻產(chǎn)生的間隙激振力大小與葉輪的級(jí)功率成正比，與動(dòng)葉的平均節(jié)徑、高度和工作轉(zhuǎn)速成反比。因此，間隙激振容易發(fā)生在大功率汽輪機(jī)及葉輪直徑較小和短葉片的轉(zhuǎn)子上，即大型汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子上。   

9、; 對于帶有圍帶的動(dòng)葉汽封，蒸汽通過汽封的不均勻流動(dòng)會(huì)形成不對稱的壓力分布，產(chǎn)生一附加的流體激振力。此時(shí)，總的蒸汽激振力要大于上述的間隙激振力，特別是對于反動(dòng)度較小的沖動(dòng)式汽輪機(jī)級(jí)，二者的差異更大。該附加力的大小與動(dòng)葉汽封的徑向間隙成反比，與葉輪前后壓差、圍帶寬度、圍帶半徑成正比，而葉輪軸向間隙的減小，在一定程度上可降低流體激振的影響。所以，適當(dāng)放大汽封片的徑向間隙、縮小軸向間隙可以減小該流體激振力。    (2)密封流體力。由于轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)偏心，引起軸封和隔板汽封腔室中沿周向蒸汽壓力分布的不均勻，產(chǎn)生一垂直于轉(zhuǎn)子偏移方向的合力，使轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)趨于不穩(wěn)定。研究表明，該流體力包括蒸

10、汽在密封內(nèi)軸向流動(dòng)和周向流動(dòng)產(chǎn)生的兩部分汽流力。蒸汽軸向流動(dòng)產(chǎn)生的流體切向力和徑向力與軸封的幾何尺寸、軸封蒸汽流量、溫度、壓力、軸封齒平均間隙以及轉(zhuǎn)子角速度等因素有關(guān)，而蒸汽周向流動(dòng)產(chǎn)生的汽流力，用類似于描述軸承動(dòng)力特性的4個(gè)彈性和4個(gè)阻尼系數(shù)表示。    (3)作用在轉(zhuǎn)子上的靜態(tài)蒸汽力。由于高壓缸進(jìn)汽方式的影響，高壓蒸汽產(chǎn)生一作用于轉(zhuǎn)子的蒸汽力，一方面，可影響軸頸在軸承中的位置，因軸承載荷變化改變了軸承的動(dòng)力特性，造成轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)；，另一方面，使轉(zhuǎn)子在汽缸中的徑向位置發(fā)生變化，引起通流部分間隙的變化。在噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)中，通?？紤]到汽缸溫差方面的因素，運(yùn)行時(shí)，首先開啟控制

11、下半180范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)汽閥，一般是下缸先進(jìn)汽。調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴進(jìn)汽的非對稱性，引起不對稱的蒸汽力作用在轉(zhuǎn)子上，在某個(gè)工況其合力可能是一個(gè)向上抬起轉(zhuǎn)子的力，從而減少了軸承比壓，導(dǎo)致軸瓦穩(wěn)定性降低。此力的大小和方向受機(jī)組運(yùn)行中各調(diào)節(jié)閥的開啟順序二開度和各調(diào)節(jié)閥控制的噴嘴數(shù)量的影響。1.3 汽流激振的振動(dòng)特征    汽流激振一般在大功率汽輪機(jī)的高壓(或高中壓)轉(zhuǎn)子上突然發(fā)生振動(dòng)。它出現(xiàn)在機(jī)組并網(wǎng)之后、負(fù)荷逐漸增加的過程中。其主要特點(diǎn)是，振動(dòng)敏感于負(fù)荷，且一般發(fā)生在較高負(fù)荷。突發(fā)性振動(dòng)通常有一個(gè)門檻負(fù)荷，超過此負(fù)荷，立即激發(fā)汽流激振，而當(dāng)負(fù)荷降低至某一數(shù)值時(shí)，振動(dòng)即能恢復(fù)正常，有較好的重

12、復(fù)性。汽流激振引起的低頻振動(dòng)有時(shí)與調(diào)節(jié)閥的開啟順序和調(diào)節(jié)閥開度有關(guān)，通過調(diào)換或關(guān)閉有關(guān)調(diào)節(jié)閥能夠避免低頻振動(dòng)的發(fā)生或減小低頻振動(dòng)的幅值。    汽流激振產(chǎn)生的自激振動(dòng)為轉(zhuǎn)子的正向進(jìn)動(dòng)，不同于軸承油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定。汽流激振產(chǎn)生的低頻振動(dòng)的頻率與工作轉(zhuǎn)速無關(guān)。汽流激振嚴(yán)重時(shí)，自激振動(dòng)的頻率通常與轉(zhuǎn)子第1臨界轉(zhuǎn)速頻率相吻合。但在絕大多數(shù)情況下，自激振動(dòng)成分以接近工作轉(zhuǎn)速一半的頻率分量為主。此外，由于實(shí)際汽流力和軸承油膜力的非線性特性，有時(shí)該振動(dòng)也會(huì)呈現(xiàn)其它一些諧波頻率分量。2. 國內(nèi)大型機(jī)組高中壓(高壓)轉(zhuǎn)子汽流激振的實(shí)例分析下面介紹近年來國內(nèi)若干大型汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)例分析和處理情

13、況。2.1 某電廠1號(hào)汽輪機(jī)    某電廠l號(hào)機(jī)型號(hào)為N30016.75375374，系東方汽輪機(jī)廠(東汽廠)產(chǎn)亞臨界中間再熱雙缸雙排汽凝汽式300MW汽輪機(jī)。支持高中壓轉(zhuǎn)子的l、2號(hào)軸承為帶有球面瓦套、雙側(cè)進(jìn)油的橢圓軸承。機(jī)組于1998年2月投運(yùn)后，l、2號(hào)軸承的軸振一直較大且存在不穩(wěn)定的(2326)Hz低頻分量，曾因突發(fā)性振動(dòng)增大而使保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)。1998年4月23日13時(shí)31分，負(fù)荷為290MW時(shí)，高中壓轉(zhuǎn)子軸振突然增大，l號(hào)軸承X方向軸振達(dá)300m而跳機(jī)。頻譜分析表明，此時(shí)低頻分量占主要部分。此外，機(jī)組在順序閥控制方式運(yùn)行時(shí)，低頻振動(dòng)增大。盡管在現(xiàn)場對轉(zhuǎn)子中、低對輪

14、做了2次動(dòng)平衡，且將高中壓轉(zhuǎn)子返回東汽廠做高速動(dòng)平衡，使高中壓轉(zhuǎn)子基頻振動(dòng)有所降低，但對降低低頻振動(dòng)收效不大。至1999年7月機(jī)組首次大修前，高中壓轉(zhuǎn)子低頻振動(dòng)一直存在，l號(hào)軸承X方向軸振的低頻分量一般為(1525)m，通頻振動(dòng)50m左右，2號(hào)軸承X方向軸振的低頻分量一般為(1525)m，通頻振動(dòng)110m左右。    在機(jī)組首次大修中，將原先的l、2號(hào)橢圓瓦軸承更換為5瓦塊的可傾瓦軸承，以增加軸瓦的穩(wěn)定性；將前軸承箱原先主油泵的撓性短軸更換為抗震的剛性軸，以減小運(yùn)轉(zhuǎn)中對高中壓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的擾動(dòng)力；檢修中對高中壓缸汽封洼窩中心測量發(fā)現(xiàn)，前汽封處兩側(cè)間隙相差較大(達(dá)0.48mm)，

15、大修中進(jìn)行了調(diào)整；2號(hào)軸承標(biāo)高降低約(2530)m(在機(jī)組抽真空和帶負(fù)荷過程中，2號(hào)軸承標(biāo)高略有上升，進(jìn)而使工號(hào)軸承標(biāo)高降低，動(dòng)態(tài)載荷下降)，保證帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，l號(hào)軸承標(biāo)高相對抬高值增加，增大軸承穩(wěn)定性。采取上述措施后，機(jī)組在大修后投入運(yùn)行，高中壓轉(zhuǎn)子低頻振動(dòng)明顯降低，在l、2號(hào)軸承軸振中，低頻分量一般為(68) m，最大不超過10m，且隨著負(fù)荷的增大，該低頻分量基本不變。軸振通頻值均在70m以內(nèi)。2.2 某電廠4號(hào)汽輪機(jī)     某電廠4號(hào)機(jī)為上海汽輪機(jī)廠(上汽廠)生產(chǎn)的N30016.7538538型引進(jìn)型亞臨界中間再熱雙缸雙排汽凝汽式300MW汽輪機(jī)，機(jī)組于1997年投

16、運(yùn)。支持高中壓轉(zhuǎn)子的l、2號(hào)軸承為可傾瓦軸承。該機(jī)組自1999年4月大修后在帶負(fù)荷運(yùn)行中，存在l號(hào)軸承振動(dòng)不穩(wěn)定，且軸振達(dá)到報(bào)警值(125m)的問題。帶負(fù)荷工況下，軸系振動(dòng)測試發(fā)現(xiàn)，l號(hào)軸承絕對軸振波動(dòng)較大，在(230250)MW負(fù)荷運(yùn)行時(shí)波動(dòng)最大，在(98150)m。頻譜分析表明，引起1-號(hào)軸承軸振動(dòng)波動(dòng)的原因?yàn)?5Hz的不穩(wěn)定半頻振動(dòng)分量(圖1)，(230250)MW負(fù)荷運(yùn)行時(shí)半頻分量波動(dòng)范圍為(10115) m。各負(fù)荷工況下，1號(hào)軸承軸振動(dòng)的基頻分量較為穩(wěn)定，幅值范圍為(6575)m。同時(shí)，2號(hào)軸承軸振亦存在一些25Hz的低頻分量，但比l號(hào)軸承的幅值要小，為(525) m。測量還發(fā)現(xiàn)，l

17、號(hào)軸承低頻振動(dòng)幅值大小與高壓調(diào)節(jié)閥開度之間有緊密聯(lián)系。此外，半頻振動(dòng)分量較大時(shí)，l號(hào)軸頸在軸瓦內(nèi)上浮(通過測量間隙電壓的變化)，表明l號(hào)軸承油膜壓力減小，軸承穩(wěn)定性降低。    在2000年4月的小修中，將l號(hào)軸承標(biāo)高上抬50m，增加其初始載荷，用以部分補(bǔ)償汽流力所造成的軸瓦載荷下降。機(jī)組小修結(jié)束后帶負(fù)荷運(yùn)行中，半頻振動(dòng)分量明顯降低。在低負(fù)荷區(qū)域采用單閥運(yùn)行方式，1號(hào)軸承振動(dòng)主要為基頻，基本上無低頻分量。切換成順序閥運(yùn)行后，在(210260)MW負(fù)荷之間，l號(hào)軸承絕對軸振低頻分量最大不超過30m，此時(shí)，通頻幅值最大不超過82m；在(270300)MW負(fù)荷之間1號(hào)軸承絕對軸振

18、低頻分量基本上最大不超過15m，通頻幅值最大不超過70m。圖l  l號(hào)軸承絕對軸振25Hz低頻振動(dòng)分量變化趨勢23  某電廠1號(hào)和2號(hào)汽輪機(jī)    某電廠l號(hào)機(jī)系東汽廠生產(chǎn)的N300-16.7537537-3型亞臨界中間再熱雙缸雙排汽汽式汽輪機(jī)，機(jī)組1998年12月投運(yùn)。該機(jī)組運(yùn)行中均采用單閥控制方式。該機(jī)組在調(diào)試階段及投運(yùn)后，在220MW負(fù)荷以上時(shí)，l號(hào)軸承總是出現(xiàn)突發(fā)性振動(dòng)，X和y方向軸振頻譜中半頻分量明顯，數(shù)值達(dá)(2080) m不等，振幅波動(dòng)較大。雖然對高中壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行了精細(xì)的高速動(dòng)平衡，使空載和低負(fù)荷下1號(hào)軸承軸振動(dòng)只有30m左

19、右，但帶大負(fù)荷后振動(dòng)快速增大，振幅經(jīng)常超過報(bào)警值，1999年8月28日250MW負(fù)荷時(shí)，l號(hào)軸承軸振發(fā)生波動(dòng)，X和y方向軸振中25Hz分量最大值分別為48m和22m，通頻最大值分別為170m和110m左右。    已投運(yùn)的2號(hào)機(jī)組(與l號(hào)機(jī)組同型)也發(fā)生與l號(hào)機(jī)組類似的突發(fā)性振動(dòng)。 2號(hào)機(jī)組曾因l號(hào)軸承突發(fā)性振動(dòng)幅值超過限值，引起機(jī)組跳機(jī)故障，1999年6月23日，采用單閥運(yùn)行方式負(fù)荷為158MW時(shí)，出現(xiàn)突發(fā)性振動(dòng)，此時(shí)l號(hào)軸承和2號(hào)軸承X和y方向軸振分別高達(dá)538m、445m和273m、349m，其中25Hz的半頻分量分別達(dá)244m、240m和92m、147m。有關(guān)方面試

20、圖從增加l號(hào)軸承穩(wěn)定性方面人手解決突發(fā)性振動(dòng)問題。24  某電廠5號(hào)汽輪機(jī)    某電廠5號(hào)機(jī)型號(hào)為C30025016.70.343538538，為上汽廠產(chǎn)亞臨界中間再熱雙缸雙排汽抽汽凝汽式300MW汽輪機(jī)，于1998年12月投運(yùn)。高中壓轉(zhuǎn)子的2個(gè)支持軸承均為可傾瓦軸承。1999年4月，該機(jī)組進(jìn)行軸系振動(dòng)考核試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在帶較大負(fù)荷(150MW及以上)時(shí)，高中壓轉(zhuǎn)子l號(hào)軸承轉(zhuǎn)軸振動(dòng)出現(xiàn)明顯的半頻分量，25Hz分量達(dá)(1055) m，致使其通頻振動(dòng)波動(dòng)較大，振幅不穩(wěn)定(圖2)。盡管l號(hào)軸承絕對軸振基本仍在76m的考核合格范圍，但半頻分量數(shù)值相對較大(基頻分

21、量只有25m左右)，而且隨著負(fù)荷的增大，此現(xiàn)象有進(jìn)一步加劇的趨勢。另外，在做改變潤滑油溫的試驗(yàn)中，提高油溫(從42升至5l)并沒有減小該半頻分量的幅值(該措施一般對改善軸瓦穩(wěn)定性有益)，振動(dòng)仍然不穩(wěn)定。圖2  l號(hào)軸承絕對軸振通頻、半頻分量8h振動(dòng)變化趨勢25  某電廠1號(hào)和4號(hào)汽輪機(jī)    某電廠l號(hào)機(jī)系東汽廠制造的N3001675375372型亞臨界中間再熱雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)于1991年投產(chǎn)。1992年7月該機(jī)組在帶180MW以下負(fù)荷時(shí)，高中壓轉(zhuǎn)子的l號(hào)軸承軸振為120m左右，振動(dòng)以基頻為主。但當(dāng)負(fù)荷從180MW增至200MW

22、時(shí)，突發(fā)強(qiáng)烈的低頻振動(dòng)，l號(hào)軸承軸振高達(dá)(500600)m，振動(dòng)頻率以25Hz為主。負(fù)荷再增加時(shí)，振動(dòng)繼續(xù)增大，機(jī)組無法運(yùn)行。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至160MW時(shí)，異常振動(dòng)消失，以后，又重復(fù)數(shù)次做升負(fù)荷試驗(yàn)，均產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，無法在高負(fù)荷下運(yùn)行。出現(xiàn)突發(fā)性低頻振動(dòng)后，曾采用增加l號(hào)軸承比壓方法來試圖消除振動(dòng)，將l瓦抬高01mm、軸向長度縮短10mm，但效果不理想，仍多次出現(xiàn)突發(fā)性低頻振動(dòng)。1992年9月，l號(hào)機(jī)組高中壓缸揭缸檢查發(fā)現(xiàn)，高中壓轉(zhuǎn)子偏左近0.5mm，右側(cè)間隙嚴(yán)重偏離了設(shè)計(jì)值。檢修中重新調(diào)整高中壓轉(zhuǎn)子在汽缸中的位置，隨后機(jī)組運(yùn)行中徹底消除了突發(fā)性低頻振動(dòng)。    4號(hào)機(jī)系東汽

23、廠生產(chǎn)的N3001675375373型亞臨界中間再熱雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組于1994年1、2月投運(yùn)。調(diào)試期間，1號(hào)軸承軸振動(dòng)在高負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)突發(fā)性振動(dòng)。振幅為(250300)m，頻率以25Hz為主。后通過降低2號(hào)軸承座標(biāo)高150m，解決了1號(hào)軸承的軸振問題。機(jī)組投運(yùn)后，1996年l號(hào)軸承又多次發(fā)生突發(fā)性振動(dòng)，瓦振動(dòng)由11m增大到40m，軸振由130 m增大到(200300)m。突發(fā)振動(dòng)時(shí)，基頻振動(dòng)分量變化不大，但出現(xiàn)較大的25Hz振動(dòng)分量，振動(dòng)幅值不穩(wěn)定。突發(fā)振動(dòng)是在高負(fù)荷區(qū)產(chǎn)生的，且振動(dòng)和調(diào)節(jié)閥的開度有一定的關(guān)系。1號(hào)軸承的突發(fā)性振動(dòng)是由于在運(yùn)行過程中，2號(hào)軸封回汽管法蘭處漏氣，使2號(hào)軸

24、承座標(biāo)高升高較多，引起l號(hào)軸承失穩(wěn)。為此，在2號(hào)軸封和軸承間加裝隔熱材料，以減少熱量對2號(hào)軸承座的影響。同時(shí)控制潤滑油溫在40左右。采取這些措施后，4號(hào)機(jī)組運(yùn)行中未再產(chǎn)生突發(fā)性振動(dòng)。26  某電廠2號(hào)汽輪機(jī)    某電廠2號(hào)機(jī)系東汽廠生產(chǎn)的N300167537537型亞臨界中間再熱三缸兩排汽凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組1992年投產(chǎn)。1997年機(jī)組運(yùn)行中，l、2號(hào)軸承軸振多次出現(xiàn)間歇性突發(fā)振動(dòng)。在1998年4月3日至7月2日的大修中，對調(diào)節(jié)閥閥座和高、中、低壓缸揭缸進(jìn)行了檢查及調(diào)整汽封間隙，1、2號(hào)軸承修刮月牙形進(jìn)油口，高、中壓轉(zhuǎn)子做低速動(dòng)平衡等工作。開機(jī)后在較低

25、負(fù)荷工況下，l、2號(hào)軸承軸振降至合格水平，其軸振分別為(5060)m和(6070)m。但在滿負(fù)荷穩(wěn)定工況下，任何參數(shù)、調(diào)節(jié)閥開度、潤滑油壓等均無變化情況下，l、2號(hào)軸承又頻繁出現(xiàn)突發(fā)性振動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅從1998年7月至12月，就出現(xiàn)20多次突發(fā)性振動(dòng)。l、2號(hào)軸承最大軸振分別達(dá)280m和300m，持續(xù)時(shí)間幾分鐘至幾十分鐘不等。根據(jù)現(xiàn)場振動(dòng)測試結(jié)果，突發(fā)性振動(dòng)發(fā)生時(shí)，振動(dòng)以25Hz分量為主，其幅值大大超過基頻分量，振動(dòng)激發(fā)在幾秒中即可形成，振幅極不穩(wěn)定。1999年2月為提高軸瓦的穩(wěn)定性，增大了1、2號(hào)軸承比壓，將下瓦烏金寬度兩端分別去掉7mm和10mm，1、2號(hào)軸承比壓分別增大約0.15MPa和

26、0.1MPa。處理后，2號(hào)機(jī)組振動(dòng)有了明顯改善，但在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)仍偶爾出現(xiàn)突發(fā)性低頻振動(dòng)。27  某電廠2號(hào)汽輪機(jī)    某電廠2號(hào)機(jī)系東汽廠生產(chǎn)的N30016.75375374型亞臨界中間再熱雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)。機(jī)組自投運(yùn)后一直不能采用順序閥方式運(yùn)行。若采用順序閥方式運(yùn)行，機(jī)組最大只能帶250MW負(fù)荷，當(dāng)負(fù)荷高于250MW運(yùn)行，l號(hào)軸承X、Y方向軸振動(dòng)均有明顯增大，故平時(shí)均在單閥方式運(yùn)行。運(yùn)行一段時(shí)間后，在單閥方式帶滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)振動(dòng)也要報(bào)警，現(xiàn)象和投順序閥方式時(shí)一樣。根據(jù)振動(dòng)特征分析，判斷發(fā)生的是汽流激振?，F(xiàn)場先后采取調(diào)整潤滑油溫、調(diào)整軸封汽、降低

27、除氧器壓力的方法，但對降低振動(dòng)基本不起作用。    2號(hào)機(jī)高壓部分共有4個(gè)調(diào)節(jié)閥，對應(yīng)于4組噴嘴，噴嘴組的序號(hào)及噴嘴數(shù)如圖3所示，噴嘴組與調(diào)節(jié)閥序號(hào)相對應(yīng)。采用噴嘴配汽方式，當(dāng)、號(hào)閥桿開啟到246mm時(shí)，號(hào)調(diào)節(jié)閥開啟，當(dāng)號(hào)調(diào)節(jié)閥閥桿行程達(dá)到15.8mm時(shí)，號(hào)閥開始開啟。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)增大與汽輪機(jī)的配汽控制有關(guān)。號(hào)調(diào)節(jié)閥開大時(shí)1號(hào)軸承X、Y方向軸振動(dòng)逐漸增大。在單閥方式，根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行情況，對號(hào)調(diào)節(jié)閥曲線進(jìn)行了修正，適當(dāng)?shù)販p小其開度，之后配合調(diào)整工、號(hào)調(diào)節(jié)閥的開度曲線，振動(dòng)情況明顯改善，單閥、順序閥方式均能帶滿負(fù)荷運(yùn)行，振動(dòng)維持在120m左右。圖3 

28、0;東方300MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)閥噴嘴組排列順序及噴嘴數(shù)(從機(jī)頭向發(fā)電機(jī)方向看)28  某電廠8號(hào)汽輪機(jī)    某電廠8號(hào)機(jī)系東汽廠生產(chǎn)的N300162535535型亞臨界中間再熱雙缸雙排汽凝汽式300MW汽輪機(jī)，1990年12月投入運(yùn)行。自1998年1-2月以來，機(jī)組在大負(fù)荷運(yùn)行中，l、2號(hào)軸承開始出現(xiàn)間歇性突發(fā)振動(dòng)。2000年8月后突發(fā)性振動(dòng)頻發(fā)次數(shù)增多，2000年8月16日至10月13日共發(fā)生14次，且發(fā)生間歇性突發(fā)振動(dòng)的時(shí)間間隔越來越短。突發(fā)振動(dòng)主要表現(xiàn)在l、2號(hào)軸承，軸振往往超過250m，瓦振動(dòng)亦達(dá)70m左右，有時(shí)伴有較大異音；振動(dòng)頻譜以25Hz的半頻分量為主(圖4)；振動(dòng)期間l、2號(hào)軸瓦金屬溫度增長較快，最高達(dá)85，回油溫度明顯提高；振動(dòng)發(fā)生時(shí)負(fù)荷在(280300)MW，且有逐漸下移的趨勢，發(fā)生振動(dòng)的最低負(fù)荷為220MW；機(jī)組負(fù)荷在280MW以下發(fā)生振動(dòng)時(shí)，可以不進(jìn)行人為干預(yù)，振動(dòng)會(huì)自行消失，但高于280MW負(fù)荷發(fā)生振動(dòng)時(shí)，必須進(jìn)行人為干預(yù)。針對上述振動(dòng)特征，電廠采取了下列處理方法：    (1)緊急處理方法，包括