赵卫正，陈杰

（浙江浙能技术研究院有限公司，杭州310003）

660 MW超超临界机组振动原因分析与处理

赵卫正，陈杰

（浙江浙能技术研究院有限公司，杭州310003）

针对某660 MW超超临界机组低压缸与发电机联轴器两侧轴承在额定转速及带负荷时振动偏大的问题，进行原因分析和相关试验，通过在低发对轮上加重和调整低发联轴器同心度，并增加对轮螺栓预紧力，使机组在额定转速及满负荷时振动问题得以解决。

汽轮发电机组；振动；联轴器；预紧力

某发电厂3号机是由上海电气集团公司生产的660 MW超超临界汽轮发电机组。该机组轴系由高压转子、中压转子、低压转子Ⅰ、低压转子Ⅱ、发电机转子、励磁机转子及8个支持轴承组成。高压缸采用双支撑方式，发电机和励磁机转子采用三支撑方式，其余各转子均为单支撑方式，机组轴系布置示意图如图1所示。机组在调试阶段出现轴振超标问题，需进一步分析和处理。

1 额定转速下振动分析与处理

1.1 振动情况及特点

机组在调试过程中5—8号轴振一直比较高，5号和6号轴振超过160 μm，7号和8号轴振超过80 μm，振动主要以一倍频分量，相位以同相分量为主，空负荷3 000 r/min时4—8号轴振如表1所示。

1.2 振动分析与处理

动平衡前5—8号轴承振动均较大，其中5x和6x振动均以一倍频为主，且振动相位同相，幅值和相位随时间变化很小，分析认为该振动为普通强迫振动，低压缸与发电机间的靠背轮（简称低发对轮）可能存在质量不平衡，决定在低发对轮上加重1 062 g。

第1次动平衡后冲转到3 000 r/min的振动数据如表1所示，5号和6号轴承振动明显减少，其中5x通频值由162 μm减少到92 μm，6x通频值由164 μm减少到103μm。

第1次动平衡后4—8号轴振仍较大，以基频为主，且5号和6号轴振、7号和8号轴振基本上为同相，决定进行第2次动平衡，在低发对轮加重531 g，励磁机与发电机间的靠背轮（简称励发对轮）加重340 g。第2次动平衡后轴振数据如表1所示，动平衡后机组在空负荷下各轴振均达到优良。

图1 轴系布置示意

表1 动平衡前后4—8号轴振数据（通频/一倍频∠相位）μm/μm∠°

2 带负荷时振动分析与处理

2.1 振动情况及特点

3号机组168 h试运行期间，在额定转速下轴振均小于75 μm，但在满负荷下5号和6号轴振均在125 μm以上，振动数据如表2所示。

表2 机组168 h试验时振动数据（一倍频∠相位）μm∠°

从表2看出，在机组空负荷下4x—7x振动较小，但机组带满负荷时5x和6x振动一倍频分别为119 μm∠51°和133 μm∠62°，振动幅值较大，相位以同相为主，满负荷下振动较空负荷下振动变化量很大，分别增大105 μm∠67°和97 μm∠47°。

2.2 动平衡处理

168 h试验结束后5号和6号轴振一直比较大，5x轴振一倍频151 μm∠55°，6x轴振一倍频174 μm∠64°，振动幅值和相位稳定，决定先通过动平衡降低5号和6号轴承振动。机组调停期间，在低发对轮上加重800 g。检查低发对轮连接情况，低发对轮同心度35 μm，比168 h试验时25 μm有所增大，随后将同心度由35 μm调整为25 μm，处理完后机组开机空负荷和满负荷振动数据如表3所示。

表3 动平衡处理后振动数据（一倍频∠相位）μm∠°

从表3可以看出，在空负荷下5x和6x振动良好，4x振动大，对比168 h试验时空负荷下数据，低发对轮加重降低了5x振动，但提升了4x和6x振动。对比此次加重后满负荷和空负荷数据，满负荷时5x和6x方向振动较空负荷时增加明显，振动变化量分别为116 μm∠54°和139 μm∠55°，振动变化幅值和相位与168 h试验基本相同。经动平衡调整未能减少5x和6x带负荷时振动，同时发现满负荷和空负荷下振动变化量大，怀疑可能是运行参数的变化引起振动增加，需要通过相关试验找出振动变化原因。

2.3 振动试验及数据分析

振动试验主要包括变真空试验、变有功试验、变无功试验、变润滑油温试验、变氢温试验、变轴封汽温试验等，振动试验结果见表4。

表4 振动试验数据（一倍频∠相位）μm∠°

从表4看，改变真空、无功、氢温、密封油油温和轴封汽温等运行参数，变轴封汽温时振动变化最大，为24 μm，但与带负荷前后振动变化量120 μm相差很多，运行参数的变化与5x和6x振动基本无关。

在进行3号机组振动试验时，有1台引风机出现问题，机组只能带280 MW负荷运行，变有功试验无法实施。查看机组运行历史曲线，振动与有功负荷变化无必然联系，当有功负荷变化时，振动可能增大也可能维持不变。

2.4 低发对轮同心度检查

停机检查低发对轮安装情况，发现低发对轮同心度偏差达到60 μm，对比上一次调停时的25 μm同心度，两者相差很大，运行过程中低发对轮同心度发生偏离。

低发联轴器采用刚性联接，靠联轴器接触面的摩擦力来传递扭矩。滑动摩擦公式为：

式中：f为联轴器接触面摩擦力；μ为动摩擦因素，与接触面材料、粗糙程度有关；N为对轮螺栓工作紧力。

随着机组负荷的增加，机组传递的扭矩增大，对轮接触面的摩擦力要相应增大，根据式（1），要求联轴器螺栓工作紧力增加。如果联轴器部分螺栓预紧力不足，螺栓工作紧力不够，两侧同心度发生偏离，会导致两侧轴承振动发生变化。

此次低发对轮两侧轴承振动变化正是由于低发联轴器部分螺栓预紧力不足引起的。

2.5 处理措施

检修时将低发同心度调整到2.5 μm，并加大螺栓紧力，联轴器螺栓的伸长量达到安装要求的上限值，同时取走上一次在低发对轮上加重的800 g平衡块。

机组启动冲转到3 000 r/min振动优良，满负荷下5x和6x振动最大78 μm，带负荷过程中振动相位和幅值稳定，处理后空负荷和满负荷数据见表5。

表5 处理后机空负荷和满负荷振动数据（一倍频∠相位）μm∠°

3 结论

机组在额定转速下振动大的原因是质量不平衡，在低发对轮上加重后，振动达到优良。在带负荷过程中5号和6号轴振再次增大，振动变化量较空负荷增大100 μm以上，通过动平衡手段未能减少轴振，相关振动试验也未发现振动与某一运行参数相关，最后停机检查低发对轮联接情况，发现机组同心度偏大，将同心度调整到2.5 μm，并增加对轮螺栓紧力后，机组在额定转速及满负荷时振动大的问题都得到解决。

[1]陈乃茹.电站汽轮机联轴器螺栓安装预紧力分析[J].汽轮机技术，1989，31（1）∶14-20.

（本文编辑：陆莹）

参考文献的作用

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编辑部编

Cause Analysis and Treatment on Vibration of 660 MW Ultra-supercritical Units

ZHAO Weizheng，CHEN Jie
（Zhejiang Energy Group Research and Development，Hangzhou 310003，China）

Aiming at greater vibration of couplings at both sides of low pressure cylinders of 660 MW ultrasupercritical units and generator junction box in rated rotation speed and on-load operation，the causes are analyzed and relevant tests are conducted.By increasing weight of low couplings，adjusting concentricity of low junction box and strengthening retightening force of coupling bolts，vibration of units in rated rotation speed and full-load operation is eliminated.

steam turbine generating units；vibration；junction box；pretightening force

TK268+.1

：B

：1007-1881（2014）11-0049-03

2014-09-11

赵卫正（1987-），男，浙江台州人，从事汽轮机组振动处理工作。