窑86窑DOI：10.16056/j.1005-7676.2017.04.0194）能源研究与管理2017（
开发与应用
北重330MW汽轮机高压转子自激振动
问题分析和处理
邹军（国家电投江西电力有限公司，南昌330096）摘要：某厂北重330MW汽轮机高压转子#１、#２轴承运行中10%开度#1、2轴承下，使机组安全运行。关键词：汽轮机；轴承；振动中图分类号：TK263.6+1文献标志码：B
文章编号：1005－7676（2017）04－0086－02向振动上升明显，尤其是#1轴承
向振动不稳定。顺序阀运行时，#2高压调门在
向振动最高可达150滋m（跳机保护值），不得不提高保
护定值上限维持机组运行。通过调整轴承标高、间隙、紧力和高中压转子对中等措施后，轴承振动降到76滋m以
ZOUJun（SPICJiangxiElectricPowerCo.,Ltd.,Nanchang330096,China）
TheYdirectionvibrationofthehighpressurerotor#1and2bearingintheBSTG330MWturbineisunstable.Sequencevalveoperation,#2highvoltagetoneintheopening10%position,#1,#2bearingriseinYdirectionvibrationobviously,especiallytheYdirectionvibrationof#1bearingisupto150滋m(thejumpingmachineprotectionvalue),hadtoraiseceilingtomaintainprotectionsettingunitoperation.Afteradjustingthehighpressurerotorcenter,bearingelevation,clearanceandtightforce,thevibrationofthebearingfallsbelow76滋m,whichmakestheunitsafeoperation.sturbine;bearing;vibration1概述某厂#9机组为北重汽轮机有限责任公司制造，
转子均为双支撑结构，支持轴承均为椭圆瓦轴承[1]。自2016年5月起#1、#2轴承Y向振动逐渐增
大并超过110滋m报警值，并伴随有10～20滋m波动。2016年6月机组在一次启动后出现恶化发展趋势，尤其是#1轴承Y向振动最高可达150滋m（振动保护跳机值）。为保持机组运行，不得以将汽轮机轴振跳机值改为180滋m。
2016年8月机组在顺序阀运行时，#2高压调门
额定功率为330MW，型式为亚临界、一次中间再热、三缸双排汽、单轴、冲动、凝汽式汽轮机组，型号为N330-17.75/540/540。该机组于2008年10月16日首次并网，2009年1月7日投入商业化运营。汽轮机由高压转子、中压转子、低压转子组成。各
收稿日期：2017-10-15作者简介：邹军（1973—），男，江西临川人，工程师，学士，毕业于武汉水利电力大学，电厂热能动力工程专业，主要从事火电厂汽轮发电机设备技术工作。开发与应用
4）能源研究与管理2017（
窑87窑达10%开度，#1、#2轴承向振动上升明显，达到
98滋m，为避免振动恶化，运行中将#2高压调门强制关闭。随着机组的运行时间增长，#1、#2轴承向振动继续恶化，#3高压调门开度越大#1、#2轴承向振动越高，#3高压调门需要控制在40%开度以下，#1、#2轴承Y向振动才能稳定在150滋m以下，当#3高压调门控制在20%开度以下进#1、#2轴承Y向振动才可小于振动报警值（110滋m）。在这种状态下机组最高仅能带280MW负荷。
2振动原因分析该机组共有4个高压调门，其布置如图1所示。其中顺序阀方式运行时#1、#2高压调门同时开启，
其开启30%以上、负荷＞150MW（额定参数）时，#3高压调门开启，最大负荷时开启#4高压调门。
3214图1高压调节汽门喷嘴组排列顺序（
面向机头朝机尾看）通过运行调节发现，机组振动与高压调门的开启顺序以及开度有较为密切的关系，通过调换或关
门有关阀门，有时能够使得低频振动减少振动幅值。2016年8月22日#9机#2高压调门伺服阀偶发故障导致该门全部关闭后，发现#1、#2轴承Y向振动大幅下降，从关闭前滋120滋m以上降至58压调门到m。经检修更换10%开度，#2高压调门伺服阀后，开启#1、#2轴承向振动上升明#2～75高显，达到98滋m，为避免振动增大，之后维持#2高
压调门关闭状态的运行方式。
在#2高压调门关闭情况下，在负荷180～253MW时对运行机组进行振动测试发现，#1、#2轴承向存在较大幅度的基频振动和25Hz的不稳定分频振动，并且随#3高压调门的开度大小而变化，2轴承振动趋势分别见图2、图3[2]。
由于该振动问题出现在机组投产7年后，振动在相对较大负荷（180～280MW）下突发，重复性较好且顺序阀运行时尤其明显，#1、#2轴承振动波始终存在25Hz左右的低频分量，说明机组振动与蒸汽激振有关。而高压转子蒸汽激振故障的发生与支撑轴承的动力特性密切相关[3]。同时由于基频振动幅值也较大，所以高压转子存在一定的不平衡现象。
20010008:569:5910:01时刻图2
#1轴承
向振动趋势
20010008:569:5910:01时刻图3
#2轴承
向振动趋势
3处理措施根据蒸汽激振的机制和轴系稳定性理论，消除
和减少汽轮机蒸汽激振故障原则上一般应从加大转子刚度、增大系统阻尼和减少汽流激振力3方面着手[3]。由于机组未到大修周期，无法通过调整汽封和通流部分间隙手段减少蒸汽激振，也无法缩短轴承间距加大转子刚度，只能在机组调停的短暂时间内通过对转子轴承检修小幅调整来增加系统阻尼以及运行中改变调节汽门的开启顺序或开启重叠度来减少蒸汽激振力[4]。
对于高压转子的不平衡现象，首先可以在检修中对转子中心的复核调整加以消除，如因质量不平衡引起的只有到机组大修条件下进行相关处理。
处理措施主要采取：1）运行中提高润滑油温；2）通过试验改变进汽调节汽门开启顺序或开启重叠度；3）检修中增大轴承预载，如上抬标高来增大轴承比压；4）改变轴承间隙，如减少轴承顶隙间；5）将高中对轮中心调整到合格范围等方法。
运行中首先将润滑油温提升较以往运行正常值高3～5益，观察一段时间后，效果不明显。同时摸索改变调节汽门的开启顺序，使汽流对转子的合力降低，减少激流对调节级叶轮的轴向弯矩[5]。将顺序阀运行调节方式由原来的“依次关闭#4、#3高压调门，再同时关#1、#2高压调门”改为“依次关#2、#3高压调门，再同时关#1、#4高
（下转第90页）
窑90窑4）能源研究与管理2017（
开发与应用
参考文献
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压调门，且#2高压调门设定最大开度为25%”。但实际运行中发现#2高压调门不能开启，否则振动较
大有跳机风险。之后随着机组的运行时间增长，#1、#2轴承向振动又发现了恶化的趋势，#3高压调门开度在20%以下#1、#2轴承向振动均可以达到正常值。但带来的问题是机组不能带满负荷，并且主汽压力要维持在额定值，给运行操作带来较大困难。
2017年9月4日该机组临时停机检修，发现#1、#2轴承顶部间隙超标较多，且#1轴承过桥紧力不足，复测高中压转子对轮中心超标，其中左右圆周偏差0.1mm，上下圆周偏差0.22mm，下张口0.05mm，左右张口0.01mm。修后将#1、#2轴承顶部间隙调到合格范围偏下限，#1轴承紧力调到合格范围偏上限，为增加#1轴承预载并保证高中压转子对轮中心，将#2轴承标高降低0.1mm，高中压转子对轮圆周调整到0.02mm左右，保留下张口0.05mm。
4实施后的效果2017年10日6日机组修后启动，汽轮机定速
3000r/min，最大振动为#1、#2轴承向均在90～100滋m、#3轴承向80滋m，其余轴承振动均臆60滋m。负荷40MW切高缸前，#1轴承
向振动9719.[4]北京锅炉厂.锅炉机组热力计算标准方法[M].北京:机械工
业出版社,1976.[5]宋贵良.锅炉计算手册[M].辽宁:辽宁科学技术出版社,1995.滋降至m，滋70#2～轴承
80滋m向振动。投高加运行，各轴承振动均88滋m，切高缸后振动均下
臆80工况时，m处于较好水平。机组正常运行后，除四阀全开#1轴承向振动在110滋m左右外，只要主汽压力正常，顺序阀状态，#1、#2、#3高压调门全开，#4高压调门开度＜80%，机组可带满出力并且、向振动都可保持在76滋m以下。
通过调整轴承标高、缩小轴承顶隙增加紧力和转子对中等措施，增加了轴承的稳定性，减少了高压转子的不平衡量，基本解决了该机组顺序阀方式运行时#1、#2轴承振动大幅度波动、超过跳机值的问题。参考文献
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