帶變速箱汽輪機(jī)振動(dòng)原因分析及處理

帶變速箱汽輪機(jī)振動(dòng)原因分析及處理八鋼集團(tuán)新疆焦煤有限責(zé)任公司電力公司2#汽輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量為3MW單元制系統(tǒng)抽汽冷凝式機(jī)組，汽輪機(jī)為橫向布置，汽機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)為島式布置，其運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高為+5.00m。2#汽輪機(jī)為杭州汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的CN3-24/5型單缸、沖動(dòng)、抽汽冷凝式帶減速箱機(jī)組，高壓部分由雙列復(fù)速級(jí)和1個(gè)壓力級(jí)組成，低壓部分由單列調(diào)整級(jí)和6個(gè)壓力級(jí)組成。前軸承為可傾瓦徑向止推聯(lián)合球面軸承，裝在前軸承座內(nèi)，后軸承為可傾瓦軸承，裝于與汽缸鑄成一體的后軸承座內(nèi)。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與減速小齒輪間采納齒式聯(lián)軸器聯(lián)接，大齒輪與發(fā)電機(jī)間則采納剛性聯(lián)軸器。發(fā)電機(jī)為杭州發(fā)電設(shè)備廠生產(chǎn)的QF-K3-2型的空冷發(fā)電機(jī)。該機(jī)組已經(jīng)運(yùn)行10年左右，并且在5年內(nèi)未進(jìn)行過大修。2023年11月中旬大修作業(yè)時(shí)遇到和發(fā)覺一些問題并進(jìn)行了相應(yīng)的處理。

一、汽輪機(jī)可傾瓦振動(dòng)的緣由、分析、處理

汽缸內(nèi)部的檢修工作與其他大、中、小型機(jī)組安裝工作相同，這里不再贅述。主要是在汽輪機(jī)的軸承上與我們安裝的大型機(jī)組不一樣，其1#、2#軸瓦分別是可傾瓦：下部由三塊可傾瓦塊組成，上部由兩塊可傾瓦塊組成?？蓛A瓦由能在支點(diǎn)上自由傾斜的弧形巴氏合金瓦塊組成。瓦塊在工作時(shí)可以隨轉(zhuǎn)速、載荷及軸承油膜厚度的不同而自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)子中心，在軸徑四周形成多個(gè)油楔。潤滑油從各瓦塊之間的間隙進(jìn)入軸承，從軸承的兩端油封環(huán)開孔處排出。假如忽視瓦塊的慣性，支點(diǎn)的磨擦力及油膜剪切內(nèi)磨擦力等的影響，每個(gè)瓦塊作用到軸徑上的油膜作用力總是通過軸徑的中心，從而保證轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的徑向穩(wěn)定性，理論上可以完全避開油膜震蕩的產(chǎn)生。另外，由于瓦塊可以依據(jù)對(duì)應(yīng)瓦塊烏金表面的油膜厚度和壓力自動(dòng)調(diào)整，保證了轉(zhuǎn)子的自動(dòng)調(diào)整中心，同時(shí)還具有汲取轉(zhuǎn)軸振動(dòng)能量的力量，即具有很好的減振性。

可傾瓦有很多優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝檢修較困難、成本較高等是可傾瓦的不足之處。但是，隨著大功率機(jī)組軸承在穩(wěn)定性、功耗及承載力等方面的要求愈來愈高，可傾瓦正在被越來越多的大功率機(jī)組采納?？蓛A瓦軸承在穩(wěn)定性、承載力及功耗等性能方面均居各種支持軸承之首，三油楔軸承、橢圓軸承次之，圓筒形軸承最差。

可傾瓦的配瓦原則是：瓦塊烏金接觸良好；各瓦塊與軸心對(duì)剛要好，瓦塊對(duì)中偏差不能超過0.02mm，即5個(gè)瓦塊的烏金面相對(duì)軸心距離偏差不能超過0.02mm?？蓛A瓦烏金一般是廠家加工好的，表面不允許刮研。在簡(jiǎn)潔研修烏金接觸合格后，清理瓦塊及瓦殼，特殊是瓦殼體與瓦塊之間的凹槽。要清理全部污垢，不允許有毛刺。最終用酒精擦拭潔凈。

依據(jù)杭州汽輪機(jī)廠的使用說明書及規(guī)范要求，可傾瓦塊在施工現(xiàn)場(chǎng)不允許研刮。為此，我們只是清掃、檢查、復(fù)裝，未作研刮、調(diào)整。

經(jīng)過討論分析認(rèn)為：2#軸承水平振動(dòng)是由于小齒輪與汽輪機(jī)聯(lián)軸器中心不正所致。于是，加班加點(diǎn)拆卸減速箱，重新找正小齒輪與汽輪機(jī)聯(lián)軸器中心并且達(dá)到要求之內(nèi)。

但是在過臨界轉(zhuǎn)速～3000r/min時(shí)：2#軸承水平振動(dòng)達(dá)到0.106mm，緊急打閘停機(jī)。深化討論分析認(rèn)為,2#軸承水平振動(dòng)大可能是由于1#、2#軸承的間隙和瓦枕緊力不當(dāng)所造成的油膜振蕩。

在檢查2#軸承時(shí)，發(fā)覺2#軸承下半右側(cè)可傾瓦塊與軸徑的間隙在0.16mm，而左側(cè)可傾瓦塊與軸徑的間隙局部有0.04mm。而且，在軸徑水平方向架設(shè)百分表、正轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，有0.01mm變量，反轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，有0.11mm變量，更換備品后也是如此。為了消退2#軸承側(cè)部可傾瓦塊烏金表面油膜厚度不全都造成的油膜振蕩，我們打算在2#軸承下半右側(cè)可傾瓦塊的背部增加0.10mm墊片，將2#軸承側(cè)部間隙調(diào)整全都。再正轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子水平方向有0.01mm變量；反轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子水平方向有0.02mm變量。

2023年1月10日啟機(jī)沖轉(zhuǎn)至2200r/min暖機(jī)時(shí)，2#軸承水平振動(dòng)降至0.015mm，在過臨界轉(zhuǎn)速～3000r/min時(shí)：2#軸承水平振動(dòng)達(dá)到0.031mm。

2023年1月10日在停機(jī)消缺過程中，我們打算在產(chǎn)生較大間隙的2#軸承下半右側(cè)可傾瓦塊的背部增加0.10mm墊片的基礎(chǔ)上再增加0.03mm墊片。在正轉(zhuǎn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，有0.01mm變量；反轉(zhuǎn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，有0.01mm變量。

因此，可以確定由于2#軸承下半右側(cè)可傾瓦塊烏金面與軸的側(cè)部間隙不全都，造成的油膜振蕩，是造成2#軸承水平振動(dòng)的主要緣由，通過準(zhǔn)時(shí)精確?????的推斷解決了2#軸承振動(dòng)大的問題。

二、找中心

在以往的大型機(jī)組安裝過程中，無論是高、中、低壓轉(zhuǎn)子還是與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)輪找中，我們都是不扣上瓦枕進(jìn)行聯(lián)軸器的找中，未曾發(fā)覺對(duì)輪中心在未扣上軸瓦和瓦枕或者是扣上軸瓦和瓦枕后對(duì)輪中心有何變化。而在這里，由于是小型機(jī)組，其軸承、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等設(shè)備比較輕、小，假如不扣上軸瓦和瓦枕，聯(lián)軸器的找中就會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差。

帶有減速箱的機(jī)組找中心時(shí)最關(guān)鍵的部位是大小齒輪，其中最關(guān)鍵的是測(cè)量數(shù)據(jù)的精確?????，為了減小測(cè)量偏差就需要增加測(cè)量次數(shù)和人數(shù)，先將不同的嫻熟測(cè)量人員每一次測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，每一次測(cè)量數(shù)偏差不大的狀況下，將測(cè)量數(shù)據(jù)求和再平均，這樣就降低測(cè)量誤差。（１）用高度卡尺測(cè)量大小齒輪前后端軸凹凸值，并進(jìn)行調(diào)整，將大小齒輪凹凸值調(diào)整至要求技術(shù)范圍。（２）用游標(biāo)卡尺測(cè)量大小齒輪的平行度，分別測(cè)量大小齒輪前端和后端軸心距，將測(cè)量值相減，假如差值大于技術(shù)要求，將大小齒輪平行度調(diào)整為技術(shù)要求范圍。（３）上述測(cè)量調(diào)整完畢后，在大小齒輪兩側(cè)齒面各選擇好基準(zhǔn)點(diǎn)，在減速器箱體上架設(shè)百分表，表頭向下微傾斜，并便于讀數(shù)，表架設(shè)好后，將百分表原始數(shù)據(jù)記錄，然后用盤車手柄緩慢盤動(dòng)齒輪，感覺齒輪齒面接觸馬上停止盤動(dòng)，讀數(shù)并記錄兩百分表數(shù)據(jù)；然后反方向盤動(dòng)，感覺齒輪齒面接觸馬上停止盤動(dòng)，讀數(shù)并記錄兩百分表數(shù)據(jù)；將兩塊百分表的讀數(shù)分別相加，然后兩塊百分表的讀數(shù)和相減，得出的數(shù)除以2即為大小齒輪的嚙合間隙。若嚙合間隙過大，將大小齒輪的軸心距調(diào)小；若嚙合間隙過小，將大小齒輪的軸心距調(diào)大即可。（４）在大小齒輪的順齒面放3A鉛絲，然后盤動(dòng)齒輪一周，將鉛絲取下，用外徑千分尺測(cè)量鉛絲兩端及中間的厚度，若三點(diǎn)厚度全都，則證明大小齒輪嚙合勻稱，若三點(diǎn)厚度不全都，則證明前期在調(diào)整大小齒輪平行度與凹凸值時(shí)有偏差，需要重新測(cè)量調(diào)整。

汽輪機(jī)軸承的安裝以及大小齒輪調(diào)整的好