3机组大修轴振消除报告.docx

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3机组大修轴振消除报告

＃3机组大修汽轮机振动检修报告

批准：

审核：

编写：

检　　　修　　　部

2005年11月18日

＃3机组大修汽轮机振动检修报告

一、#3机组大修前汽轮机振动存在的主要问题

我公司＃3机组自03年11月21日汽轮机组首次冲转，＃2、＃3、＃4瓦振动水平便较差，在冲转中因3X轴振达到184um手动跳闸，后经过数次启停，振动有所改善，#1瓦、＃5－＃8瓦轴系振动水平较好，基本在55um以下，但＃2、＃3、＃4瓦振动水平仍较差，2X/2Y振动为111/92um，3X/3Y为16/95um，4X/4Y为132/112um，12月6日#3机组结束168小时试运。

04年1月和4月份＃3机组进行临修，对轴系进行调整检查，启动后轴系振动有所好转，2X/2Y振动为79/85um，3X/3Y为46/92um，4X/4Y为101/62um，随着机组运行，轴系振动基本稳定，除4X振动最高至112um，其它各瓦振动未有大的变化。

从04年9月中旬起，＃1－#4瓦振动开始出现间歇性振动，最频繁时约3小时出现1次振动变化，每次振动从上升到恢复正常值约30分钟左右，在振动最高幅值点约停留3-5分钟，其中＃1、＃2、＃3瓦均呈增大趋势，特别是＃2瓦，振动增幅约在30um左右，2X/2Y由86/92增大至117/126um，＃4瓦振动呈现下降趋势，下降幅度约在25um左右。

在出现间歇性振动时，运行人员无任何操作的情况下，机组主汽压力、温度、负荷、进汽方式、润滑油压、油温、真空等参数也未发现有明显变化，对此我公司做了许多消除振动试验，如改变进汽方向、进汽量、开启顶轴油泵等措施，其中在出现振动增大时启动顶轴油泵，对轴振的增大有一定的缓解扰动作用。

04年11月中旬间歇性振动振幅逐渐增大，启动顶轴油泵已无法控制，最终因振动超过165um打闸停机。

进行小修消除振动，此次小修检查发现：

①#2瓦处轴颈1/3面积磨损严重，高压后汽封碰磨较严重，汽封挡处已发兰，此磨损由于#2瓦下瓦枕与轴承箱紧力不足造成；②推力盘油档碰磨较严重，推力盘外园有1/2处磨出约1mm左右的沟槽；③轴系所有对轮复查都有问题，晃度、中心都大大地超过安装标准。

按照安装要求值对全部轴瓦进行检修；由于在#2瓦处和推力轴承油挡处发现明显的碰磨点，于是取消原定的揭缸计划，进行推力轴承油挡改造；根据轴系中心复查情况，对轴系中心进行重新调整工作。

12月14日再次启动#3机组运行，但振动问题仍未根本解决，#3机组在满负荷运行中汽轮机轴系振动仍超标，其中2X/2Y振动幅值为142/151um，3X/3Y振动幅值为118/89um,4X/4Y振动幅值为117/78um,#3、#4瓦振动基本稳定，#2振动仍然存在间歇性振动情况，只能采用启动一台顶轴油泵运行，缓解和扰动轴振。

05年1月14日#3机计划停机处理2瓦振动大缺陷，按照检修计划，首先检查了高中、中低对轮螺栓紧力，并检查＃2瓦瓦枕紧力等，未发现异常。

根据西安热工院对振动原因分析认为：

高中压转子存在部分一阶不平衡量。

决定在高中、中低对轮上进行配重，在西安热工院寇胜利的指导下，在高中对轮＃6螺栓孔处加配重941g，中低对轮在＃5螺栓孔配重752g。

24日机组启动后振动＃2－＃4瓦的振动值均有不同程度的下降，达到了预期的目的，基本可以长期运行，轴瓦振动及相位见下表：

3000rpm

负荷20mw

负荷100mw

负荷330mw

振动um

相位∠

振动um

相位∠

振动um

相位∠

振动um

相位∠

1瓦

74/47

13/16

61/28

31/178

41/18

58/218

47/21

56/226

2瓦

54/80

224/33

72/98

68/92

56/69

270/8

89/100

269/27

3瓦

127/98

41/175

102/98

55/181

106/71

42/173

93/62

52/184

4瓦

130/92

200/316

119/84

194/297

113/76

204/318

102/67

224/346

5瓦

31/34

11/98

19/29

358/99

36/35

9/106

47/46

33/124

6瓦

46/29

274/33

49/29

304/58

47/24

285/43

56/28

290/44

7瓦

30/12

312/31

21/12

30/166

28/12

318/29

14/10

341/15

8瓦

17/6

207/27

7/6

131/17

11/10

229/84

7/11

213/134

配重前后振动对照表

330MW

#1瓦

#2瓦

#3瓦

#4瓦

#5瓦

#6瓦

#7瓦

#8瓦

配重前

43/17

138/137

103/84

113/67

30/38

44/25

23/7

16/15

配重后

47/20

89/100

93/62

102/67

47/46

56/26

14/10

7/11

大修前，＃3机组＃2、＃3、＃4瓦振动值偏高，已超过优良值标准值76m。

为使＃3机组振动趋势趋于稳定，机组能够稳定运行，仍然采用启动一台顶轴油泵运行来缓解和扰动轴振，为彻底消除＃3机组振动大的问题，国电电力与我公司决定利用大修机会进行消振工作。

二、＃3机组汽轮机振动原因分析：

通过＃3机组历次检修情况及我公司聘请的各位专家现场分析，判断#3机组振动主要有以下几点原因造成：

1、汽缸、或轴承座内部可能存在动静碰磨；

2、高中压转子存在部分一阶不平衡量；

3、转子轴系可能存在中心不正；

4、对轮螺栓铰孔可能存在偏差；

三、#3机组大修轴振消除情况

根据修前#3机组汽轮机振动原因及制定的检修方案，在大修中过程中按照此方案对轴系振动进行消除。

一）消除汽缸、轴承座内部动静碰磨

1）、为检测由于汽缸或轴承座在运行过程中是否膨胀不畅，而造成的动静碰磨，在停机前在高压缸、中压缸前后轴向、径向位置各架1块百分表（共计16块），用于检测高中压缸在停机过程中，机组在各工况时汽缸收缩情况；同时在停机前在轴承中箱、4号轴承箱的轴向、径向位置各架1块百分表（共计12块），用于检测在停机过程中，机组在各工况时轴承座收缩、膨胀情况，通过所测得的数据，分析判断滑销系统及轴承座不存在膨胀不畅部位，停机后解体检查轴承箱体及滑销系统，未发现异常，更一步证实了滑销系统及轴承座在运行过程中是膨胀顺畅的。

2）、揭缸全面检查汽缸内部的动静间隙，宏观检查汽缸内部未发现动静痕迹，具体检查情况如下：

A）汽缸分解后，将高中低压转子推到工作位置，即推力盘靠在工作瓦上，将转子定位。

B）测量三缸通流间隙，从测量结果分析，高、中压级前、级后最小间隙均在标准范围内。

低压通流正向级前小1.5mm左右，级后大1.5mm左右。

反向级前大1.5mm左右，级后小1.5mm左右。

从安全上考虑，经与厂方协商，不作调整，可满足运行。

C）将中压缸前No1轴封套向机头侧移1.0mm，以满足汽封轴向间隙。

其余各汽封套轴向间隙全部在范围内，不做调整。

D）隔板、转子清理除锈后，复测通流间隙，与修前差别不大。

二）消除高中压转子存在的部分一阶不平衡量

高中压转子于2005年6月13日返回北重厂，北重厂分别对高、中压转子的前、后轴颈、推力盘、前、后靠背轮、转子弯曲度进行检测，均达到设计要求。

1、中压转子高速动平衡试验情况：

6月15日8：

50分开始中压转子动平衡试验，于14：

30分动平衡试验合格。

试验具体情况如下：

表一：

动平衡前中压转子振动情况：

单位：

um

振值

转速

轴承振动单峰值

轴振动峰－峰值

3瓦水平振动值

4瓦水平振动值

3X

3Y

4X

4Y

临界转速

2060rpm

2.4

5

48.3∠254°

55.2∠175°

32∠228°

13∠190°

工作转速

3000rpm

1.0∠172°

4.4∠95°

23∠271°

13∠158°

5∠226°

7∠78°

1.1倍工作转速

3300rpm

1.3∠317°

12.8∠141°

23∠277°

22∠156°

4∠165°

12∠67°

平衡配重情况：

P4P3P2P1

3瓦4瓦

拖动端

平衡面编号

配重重量（g）

配重相位（∠°）

P1

75

205

P2

64

46

P3

75

168

P4

54

67

P1点即为第23级叶轮，配重半径457mm;P2点即为第19级叶轮，配重半径452mm;P3点即为第15级叶轮，配重半径340mm;P4点即为第12级叶轮，配重半径322mm。

0相位在中低对轮1、8螺栓孔中间。

表二：

动平衡后中压转子振动情况：

单位：

um

振值

转速

轴承振动单峰值

轴振动峰－峰值

3瓦水平振动值

4瓦水平振动值

3X

3Y

4X

4Y

临界转速

2060rpm

1.7∠268°

4.2∠250°

37.5∠245°

45∠156°

27∠209°

16∠164°

工作转速

3000rpm

1.1∠141°

1.0∠213°

19∠265°

12∠141°

14∠208°

11∠124°

1.1倍工作转速

3300rpm

1.7∠145°

2.8∠180°

15∠259°

12∠112°

13∠198°

12∠120°

根据法国ALSTHOM公司VBVRG0003标准规定，中压转子高速动平衡试验合格。

2、高压转子高速动平衡试验情况：

6月16日16时开始高压转子动平衡试验，于17日16：

40分动平衡试验结束。

试验具体情况如下：

表一：

动平衡前中压转子振动情况：

单位：

um

振值

转速

轴承振动单峰值

轴振动峰－峰值

1瓦水平振动值

2瓦水平振动值

1X

1Y

2X

2Y

临界转速

2200rpm

4.5∠133°

7.1∠189°

75∠66°

52∠13°

77∠107°

135∠60°

工作转速

3000rpm

1.0∠233°

4.2∠181°

15∠153°

16∠55°

64∠70°

107∠106°

1.1倍工作转速

3300rpm

9.4∠258°

5.5∠206°

25∠166°

21∠27°

50∠182°

72∠142°

平衡配重情况：

P3P2P1对轮盘

1瓦2瓦

拖动端

平衡面编号

配重重量（g）

配重相位（∠°）

P1

65

43

P2

582

246

P3

560

122

对轮盘（去重）

52

134

P1点即为第1级叶轮，配重半径330mm;P2点即为第5级叶轮，配重半径315mm;P3点即为第11级叶轮，配重半径235mm;联轴器取重打孔，φ20孔：

深10mm27g∠171°；深20mm43g∠146°。

0°相位在中低对轮6、7螺栓孔中间。

表二：

动平衡后中压转子振动情况：

单位：

um

振值

转速

轴承振动单峰值

轴振动峰－峰值

1瓦水平振动值

2瓦水平振动值

1X

1Y

2X

2Y

临界转速

2200rpm

2.6∠283°

1.8∠248°

51.8∠261°

35∠261°

27∠281°

36∠246°

工作转速

3000rpm

1.2∠328°

1.8∠99°

22∠276°

23∠195°

18∠53°

32∠341°

1.1倍工作转速

3300rpm

0.3∠223°

0.9∠127°

17∠297°

16∠192°

18∠53°

24∠347°

高压转子动平衡试验共进行16次，由于跨内配重面在制造时已经配重，此次试验已无地方可以再加重，北重厂不同意拆除原配重，重新进行动平衡试验，只同意在对轮上去重，而在对轮去重对振动的影响非常敏感，与北重厂多次交涉未果，由于工期原因，因此同意在对轮上去重，高压转子的动平衡试验结果并不理想。

三）消除转子轴系可能存在中心不正

修前测量值：

高中对轮：

面:

上张口0.0325mm；左右张口0.0mm。

园:

中压转子偏低0.015mm,偏北0.015mm。

中低对轮：

面:

上张口0.03mm；南张口0.0375mm。

园:

中压转子高0.05mm，中压转子偏北0.05mm.

低发对轮：

面:

上张口0.0475mm；南张口0.03mm。

园:

发电机转子偏高0.15mm，偏南0.15mm。

修后通过调整至：

高中对轮：

面:

下张口0.02mm；左右张口0.0mm。

园:

中压转子偏高0.01mm,偏南0.01mm。

中低对轮：

面:

下张口0.0125mm；北张口0.0175mm。

园:

0对0

低发对轮：

面:

下张口0.0175mm；南张口0.0025。

园:

发电机转子偏高0.03mm，左右0对0。

通过对轴系中心的调整使轴系中心达到了安装要求，消除了由于轴系中心不正引起的振动。

四）消除对轮螺栓铰孔存在偏差

大修解体后检查对轮凹涡端面的垂直度进行检查，对轮凹涡端面的垂直度宏观检查未检查出问题，检查对轮螺栓接触情况，对轮螺栓与对轮孔的接触及螺栓胀套与螺栓的接触良好。

通过对轮晃度检查发现，中低对轮修前存在错口现象，但在自由状态和修后调整后，晃度值达到安装要求，具体测量数值见下：

#3汽轮机对轮修前晃度（拆螺栓前，紧固状态）

高中对轮

中低对轮

低发对轮

高压对轮

中压对轮

中压对轮

低压对轮

低压对轮

发电机对轮

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

1

50

50

1

62

45

1

55

51

2

48

51

2

64

42

2

56

51

3

45

53

3

63

41

3

56

52

4

43

52

4

59

44

4

45

52

5

42

51

5

54

48

5

53

51

6

44

47

6

50

50

6

50

50

7

46

47

7

52

51

7

49

49

8

48

46

8

58

48

8

49

50

9

52

50

10

53

49.5

差值计算

1－－5

8

-1

1－－5

8

-3

1——6

5

1

2－－6

4

4

2－－6

14

-8

2——7

7

2

3－－7

-1

6

3－－7

11

-10

3——8

7

2

4－－8

-5

6

4－－8

1

-4

4——9

3

2

5-----10

0

1.5

对轮修后晃度（拆螺栓后，自由状态）

高中对轮

中低对轮

低发对轮

高压对轮

中压对轮

中压对轮

低压对轮

低压对轮

发电机对轮

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

1

50

50

50

1

55

1

52

2

50

50

50

2

55

2

52

3

50

50

51

3

55

3

52

4

48

50

52

4

55

4

51

5

49

50

51

5

54

5

51

6

49

50

51

6

54

6

51

7

48

49

50

7

55

7

51

8

49

50

50

8

55

8

51

9

55

9

51

10

55

10

52

差值计算

1－－5

1

0

1－－5

-1

1

1－－6

1

2－－6

1

0

2－－6

-1

0

2－－7

1

3－－7

2

1

3－－7

1

0

3－－8

1

4－－8

-1

0

4－－8

2

0

4－－9

0

-1

5－－10

0

对轮修后晃度（紧固螺栓后）

高中对轮

中低对轮

低发对轮

高压对轮

中压对轮

中压对轮

低压对轮

低压对轮

发电机对轮

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

测量位置

测量数据

1

47

54

54

50

1

50.5

49

2

48

53.5

54

49

2

52

50

3

49

53

52

49

3

51

50

4

50

50

50

50

4

51

50

5

52

51

50

52

5

50

50

6

51

52

50

53

6

49

50

7

49

53

50

52

7

48

48.5

8

47

54

50

51

8

47

47

9

48

47

10

50

48

差值计算

1－－5

-5

3

1－－5

4

-2

1－－6

1.5

-1

2－－6

-3

1.5

2－－6

4

-4

2－－7

4

1.5

3－－7

0

0

3－－7

2

-3

3－－8

4

3

4－－8

3

-4

4－－8

-2

-1

4－－9

3

3

5－－10

0

2

通过以上数据可以看出，#3汽轮机在安装时，对轮铰孔基本达到安装要求。

但我公司#1－4汽轮机对轮晃度均存在安装、检修后，对轮晃度能够达到安装要求，但运行一段时间后，晃度值会发生变化，特别是#3机组自投运至今，每次检修检查对轮晃度中低对轮2－6、3－7点的晃度值都严重超标，通过重新调整至安装要求值，运行一段时间后再次检查，2－6、3－7点的晃度值仍然超标，恢复到上次调整值。

对轮结构如图所示：

A中压转子B低压转子D特制螺栓E特制螺母F伸长螺栓用锥形孔

G堵板H识别孔I螺栓

通过对轮结构分析认为：

两个联轴器通过使用锥形衬套，把螺栓孔咬合住。

对轮扭力的传递主要依靠对轮与衬套、衬套与螺栓之间的摩擦力来传递。

中压侧对轮与衬套的接触面积较低压侧对轮与衬套接触面积小的多，因此在机组启动带负荷或突然甩负荷过程中，由于低压转子比中压转子重量大许多，难免会由于力距变化而造成对轮错口。

因此，要彻底解决对轮容易错口问题，必须在对轮结构上进行改造。

由于此次检修对此问题准备不充分，另外由于检修工期原因，故未对对轮进行处理。

五）启动过程中振动消除情况：

1、第一次冲转情况：

7月8日12:

35启动盘车，12:

18汽机冲转；12：

23汽机转速500rpm；汽机就地打闸，就地复置后再次升速至500rpm，听音检查汽机前箱处有异音，汽机打闸，锅炉灭火，进行前箱检查（异音确定为主油泵内存有空气未排尽）。

13:

33冲转参数满足，汽机再次冲转。

14:

38升速至3000rpm。

16：

09＃3发电机首次并网成功，16：

29因机组＃5、＃6瓦处振动偏大，5x：

128um，6x：

121um，就地测端盖振动大，5x：

119um，6x：

120um，机组手动打闸，汽机打闸后2X振动最大升至156um。

17：

19大机转速到54rpm，盘车投入正常，期间转子惰走57min。

经分析，判断为低缸轴封改后由于疏水不畅，造成接触式汽封碰磨大轴引起。

第一次冲转振动情况：

盘车状态

1000rpm

2000rpm

3000rpm

振动um

相位∠

振动um

相位∠

振动um

相位∠

振动um

相位∠

1瓦

21/17

8/6

96/234

29/29

13/110

40/34

103/192

2瓦

34/12

49/57

117/281

74/71

203/355

81/85

317/70

3瓦

67/84

119/113

35/183

77/42

126/249

77/41

331/76

4瓦

70/56

107/60

322/113

45/24

155/357

47/82

291/23

5瓦

12/17

30/8

248/108

19/16

69/140

110/49

72/176

6瓦

36/43

58/28

193/344

28/18

48/135

107/44

246/313

7瓦

20/16

26/10

79/209

45/17

45/17

14/1

227/319

8瓦

2726

57/31

85/267

33/13

33/13

49/14

284/106

对此进行低压缸轴封用汽疏水管改造并在高中对轮上加配重。

高中对轮配重情况：

0相位在7、8螺栓孔之间，偏8号螺栓孔。

配重741g∠147°,在2瓦侧1、2、3、4号螺栓上各加260g，在3瓦侧2、3号螺栓上各加260g。

2、第二次冲转情况：

10日12:

30低压缸轴封系统检修工作结束，锅炉点