600MW水氢冷汽轮发电机振动大原因分析及处理
600MW机组汽轮机异常振动的原因和处理
600MW机组汽轮机异常振动的原因和处理发布时间：2021-08-06T17:23:23.270Z 来源：《中国电业》2021年11期作者：王继涛[导读] 在电厂机组发电负荷不断加剧的影响之下王继涛中电投电力工程有限公司上海 200233摘要：在电厂机组发电负荷不断加剧的影响之下，对于汽轮机组的各项故障表现和隐患问题也要给予更高程度的重视，结合系统运行参数等做好监测与运维管理，避免因机组的异常故障影响电厂的正常运转，对存在的安全隐患及时进行规避。
在汽轮机组的运行过程当中会因为气流和气压的影响而造成振动问题，必须及时进行分辨处理强化安全保障，因此，本文将系统性地介绍汽轮机组产生振动故障的表现与危害，结合常见诱因详细讨论在进行排障处理时的基本方法流程。
关键词：600MW机组；汽轮机；异常振动引言：随着电力生产规模的不断扩大和机组运行数据的优化调节，汽轮机在运转过程当中对于蒸汽压力的控制程度在不断增加，和电力资源的产量、电厂机组的发电效率等有十分密切的关联，必须要对该机组运行做好监测和故障预防，特别是对于一些常见的异常振动和声响问题要提高敏锐度，加强潜在隐患的排查与分析力度，通过系统的定检预测针对常见的几种故障诱因做好排除与处理，为保障电厂汽轮机组运行安全、生产经济效益等做好保障工作，不断促进电厂生产现代化。
一、600MW机组汽轮机的故障概述汽轮机组是电力生产过程当中通过蒸汽实现能量转化的重要设备，在其运转的过程当中需要承受高温高压的环境，必须要通过及时有效的运维调整来解决机组的各类故障问题。
异常振动与声响是汽轮机组较为常见的一种问题，由于其诱因较多在进行排障处理时花费的时间周期更长，且为保证技术人员的安全性必须要在停机的状态下进行拆解检验和信息调取，对于电力资源的生产效率会产生一定的影响，必须要加强重视并提前做好监测预防工作[1]。
机组的异常振动主要出现在轴承、扇叶等多个位置，在开启机器后由于蒸汽流量与压力的作用导致在不同部位出现了高频、低频等各类异常震动现象，对于电力生产产生了极大的安全威胁，必须要做好排障处理。
600MW汽轮发电机组振动问题分析与处理
分 析认 为 ， 这是 由于 ８ ８ ｚ、 低 速 下轴 晃 度 过 大所
引起 的 。
表 面上看 轴 振 减 小 了 ， 实 际 振 动 却 变 大 了 ， 但 直
接导 致瓦 振不 降反增 。
２ ２ 低 压 转 子 振 动 不 稳 定 ．
值， 见表 １ 。３号 ～ ６号轴 振 和瓦振 信 号都 是 以工 频 为主 ， 因此振动过 大的主要原 因是转 子不平衡 。 表 １ ２ ０ ｍ ｎ后 各测点振动峰值 所对应转速 ０ｒ ｉ ０ ／
测点”
３ ／ｙ ｘ３
１ 调 试 阶段 轴 系动 平 衡 试 验
该 机组 是超 临界 ６ ０ＭＷ 汽 轮发 电机 组 ， ０ 由
起 一定 幅度 的振动 ， 如果 不平 衡 引 起 的振 动 角 度
和 晃动 角度相 位相 反 ， 会 部分 抵 消转 轴 晃 度 影 就
轴系平衡 后 ， ０ ｒｉ时振动 随转速 变化趋 势平 ２ ０ｒａ ｎ Ｏ ／
稳 ， ００ｒｒｉ定速后各 点振动 明显减 小 。 ３ ０ ／ ｎ ａ
很 敏感 。低 压 两 根 转 子 还 普 遍 存 在 瓦 振 与 轴 振 相等甚 至 瓦振大 于 轴振 的情况 ， 这都 说 明 低压 转
子两侧 支 撑 系统 刚 度 不 足 。而 目前 不 具 备 彻 底
检 查和 调整 支撑 刚 度 （ 如检 查 和调 整 底部 台板 间 隙等 ） 的条 件 ， 能 通 过 精 细 平 衡 尽 可 能 减 小 激 只 振 力 的方 法 来 降低 振 动 ， 期 效 果 不 错 ， 很 难 短 但 保 证振 动 长期不超 标 。 ２ ３ 发 电机 后轴 承油 挡与转 轴发 生摩擦 ．
600MW机组汽轮机振动故障分析
600MW机组汽轮机振动故障分析进入到新世纪以来，随着我国市场经济水平的迅速提升，我国的各行各业都取得了非常快速的發展，作为反应汽轮机组运行过程中安全性的最重要的指标，汽轮机转子振动是会受到很多因素的影响的，并且当其出现故障时，要想对其原因进行查明也是较为困难的。
本文便是针对大机组的汽轮机由于联轴器外罩以及护板等脱落而导致的机组停机和振动过大等问题，对发电厂的安全性造成了严重的影响，文中就我国上海汽轮机厂所生产和制造的600MW的汽轮机出现的几类振动故障进行了分析，并简述了其发生的原因和应采取的对策。
标签：600MW机组汽轮机；振动故障；产生原因1 某发电厂3号机组轴的振动故障分析1.1 振动故障经过的描述在2010年4月22日时机组的负荷为550MW，继续增加负荷后，3号机组的5号轴瓦的轴出现了振动的问题，在X方向上轴振动时从24um开始发生波动的，幅度在16-40um的范围内，而在Y方向上，振动时从45um是开始发生波动的，幅度在35-90um的范围内。
并且随着所受负荷的不断变化，5号轴瓦的轴振动情况是不断间歇波动的，严重的影响了机组的稳定性和安全性，因此暂停机组的运行。
1.2 振动故障的原因分析在2010年5月8好对3号机组开机检查，将其轴承盖打开，我们发现低压转子以及中压转子联轴器罩壳的两侧板均脱落，并且调速板的侧板掉落在了轴承座的内部，而发电机端的侧板套则是随着转子进行转动的，产生了4处磨痕。
在这4处磨痕中，最严重的为发电机端联轴器的凸台磨痕，磨痕的宽度约为60mm，而深度也达到了10mm，并且从调速端到发电机端是逐渐变浅的。
在发电机端外缘处和螺栓调速侧的磨痕都是较浅的，轴颈和联轴器的连接处也有磨痕存在。
联轴器的罩壳侧板为什么会脱落呢？这主要是由于联轴器罩壳3mm厚侧板和中间的上、下两个半圆形拱板的焊接方式都是采用点焊，刚度较差，侧板也容易出现变形，一旦出现了触碰和摩擦，侧板就很容易脱落。
600MW机组振动异常问题及治理措施
600MW机组振动异常问题及治理措施摘要：随着近几年我国电力事业的迅猛发展，600MW及以上容量汽轮发电机组已成为我国电力行业的主力机型，该类型机组的安全稳定运行对于电网稳定至关重要。
因机组制造、安装、检修工艺的不断提高，机组启动升速和运行过程的振动故障也逐渐减小，但机组一旦出现异常故障时，能及时准确地确定振动故障原因，并及时处理，才能最大限度的减小发电企业经济损失。
关键词：600MW机组；振动异常一、机组概述及振动异常情况（一）机组基本概述及测试该机组为哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、凝器式汽轮机机组，型号为N600-16.7/537/537-I。
该机组共有11个轴承。
其中，1瓦和2瓦支撑高压缸，3瓦和4瓦支撑中压缸，5瓦和6瓦支撑低压缸1,7瓦和8瓦支撑低压缸2,9瓦和10瓦支撑发电机，11瓦支撑励磁机。
（二）机组振动异常情况当该机组完成检修工作时，在试验过程中，当机组冲转至2000r/min暖机过程中，转轴1X、1Y、2X和2Y振动幅值出现缓慢爬升趋势，最终转轴1X、1Y、2X 和2Y幅值至97.9μm、98.5μm、126μm、117μm，机组保护动作，汽轮机跳闸。
在降速过程中，转轴1X、1Y、2X和2Y向振动幅值最大至256μm、205μm、247μm和205μm，遂决定紧急破坏真空停机。
经现场了解得知：该机组在大修期间，为提高其经济性，特将高中压转子的叶顶、隔板汽封间隙调整至规定值下限；同时，由于旋转机械存在“泊桑效应”，当机组升速过程中，汽轮机转子在离心力的作用下，转子发生径向和轴向的变形，最终导致转子会“变粗变短”，因而，机组在暖机2000r/min过程中出现碰磨故障，致使高中压转子出现振动恶化情况。
当机组转速降至0r/min后，试投盘车顺利，并在低速下倾听各轴承的声音，未发现有异常情况。
随后在投盘车时，记录下转子挠度值为0.053mm，与冲转前比较转子的挠度为0.06mm，说明转子未发生弯曲变形情况，经几个小时连续盘车后，再次进行冲转。
汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施
汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施汽轮机是一种利用蒸汽压力来驱动转子运动从而产生机械能的装置，广泛应用于发电、船舶动力、工业生产等领域。
在汽轮机运行过程中，振动问题一直是工程技术人员关注的重点，因为振动会影响汽轮机的稳定运行、安全性能和使用寿命。
本文将从汽轮机振动的大原因分析及应对措施两个方面进行探讨。
一、汽轮机振动的大原因分析1. 惯性力导致的振动汽轮机在运行时转子会因为高速旋转而产生惯性力，这种惯性力会导致轴向、径向和周向的振动。
尤其在启动和停车时，转子受到的惯性力会造成较大的振动。
汽轮机在运行过程中，由于转子的不平衡会产生不平衡力，这种不平衡力会导致转子的振动增大，严重时会引起转子破坏甚至整机故障。
汽轮机的轴承一旦出现故障，例如轴承间隙过大、轴承磨损、轴承损伤等情况都会导致汽轮机产生振动。
轴承故障还会对汽轮机的转子运动平衡性产生严重影响，加剧了振动。
4. 风叶和叶片损坏导致的振动汽轮机的风叶和叶片一旦出现损坏，例如风叶变形、断裂、叶片损伤等情况都会导致汽轮机的振动增大。
这种振动会直接影响汽轮机的运行稳定性和叶片的受力情况。
汽轮机与其连接的系统在运行时可能会出现共振现象，这种共振现象会导致振动的增大。
尤其是在系统结构设计和安装时忽略了系统动态特性，往往会造成共振现象。
二、汽轮机振动的应对措施1. 动平衡汽轮机在制造和安装后，需要进行动平衡调试。
通过动平衡调试可以减小转子的不平衡力，降低振动。
2. 定期维护和检测轴承对汽轮机的轴承进行定期的维护和检测，及时发现和处理轴承故障，确保轴承的正常运行。
3. 定期更换和检查风叶和叶片风叶和叶片是汽轮机的重要零部件，应定期进行更换和检查，避免因为风叶和叶片的损坏导致振动的增大。
4. 振动监测系统安装振动监测系统，可以实时监测汽轮机的振动情况，一旦发现异常振动，及时进行处理。
5. 结构设计和安装时考虑系统共振问题在汽轮机的结构设计和安装时，要考虑系统的动态特性，避免因为共振现象导致振动的增大。
某600MW汽轮机组振动大的分析及处理
某600MW汽轮机组振动大的分析及处理摘要：汽轮发电机组的振动是机组安全与经济运行的重要指标之一，无论是新机组调试还是正常运行的机组，都必须掌握机组的振动状态，尤其是当机组振动状况不好的情况下，对机组振动的测试则更为重要。
下面把某电厂600MW机组#9瓦振动大的分析过程及处理情况介绍给大家以供参考。
关键词：振动、汽轮机、转子Analysis and treatment of large vibration of a 600MW steam turbineZhang JinshengWangtan Power Generation Co. Ltd of Datang International，Tangshan Hebei 063611，ChinaSummary：Turbine Vibration is one of the important indicators of the unit safe and economic operation，whether it is a new unit commissioning or normal operation of the unit，you must master the vibrational state of the unit，especially when the vibration of the unit under bad circumstances，vibration test unit is even more important. The 600MW unit following a power plant # 9 watts vibration analysis process and the handling to introduce to you for reference.Key words：：Steam turbine、rotor、vibration Classification of TK01，document code A.一、机组概况汽轮机为哈尔滨汽轮机有限公司与日本东芝公司成熟技术制造的N600-16.67/538/538型汽轮机。
600MW机组汽轮机异常振动的原因和处理
600MW机组汽轮机异常振动的原因和处理摘要：汽轮机是发电机组的重要主机，由于发电机组运行时间长，其重要部件容易因为长期磨损而频繁发生不确定故障，这严重影响了发电机组的安全稳定运行。
汽轮机的异常振动是汽轮机中最常见的故障是比较复杂的故障。
汽轮机振动的出现往往受到多方面的影响，例如负荷或参数变化、排水、水温变化等。
因此，分析汽轮机异常振动原因尤为重要，工作人员必须要对汽轮机进行正确的维护，才能消除汽轮机异常振动。
关键词：600MW机组；汽轮机；异常振动一、引言汽轮机是发电系统的重要组成部分，降低汽轮机的振动对整个发电系统具有重要意义。
汽轮机振动异常是电厂常见的故障，很难确定故障原因。
针对这种情况，工作人员有必要加强对汽轮机异常振动的分析，为发电企业的检修提供依据。
二、汽轮机强振动的主要危害及现象汽轮机振动造成的危害主要包括轴承损坏，动静摩擦以及轴封损坏。
并且会通过DCS标定振动点，局部测量振动点，本体发出异常噪音，模块轴承温度升高等现象表现出来。
三、主要原因分析3.1机组负荷，参数突变机组蒸汽流量的变化引起各方面的应力变化，导致轴向阻尼力突然变化，破坏了原有的水力平衡，这会导致汽轮机振动发生变化。
另一方面，在新的工作条件下，由于关键参数的变化，所受载荷的变化以及空气温度等参数的变化，也会导致机组振动的平整度受到影响。
一旦汽轮机振动，平衡也发生了变化，工作人员必须建立新的平衡。
3.2滑销系统卡涩汽缸和轴承座固定在基座上，汽轮机运行、停机和负荷变化时，热膨胀冷凝汽缸的滑销应允许汽缸热膨胀。
否则，滑销系统的收敛将导致汽缸中心发生变化，汽缸两侧膨胀不均将导致汽轮机振动。
3.3润滑油压力和温度异常润滑油温度过高不仅会影响轴承油压下降和正常润滑，而且会使轴承运行温度长期保持在设计温度以上。
这使得蒸汽发生器的油质容易老化，缩短了使用寿命，导致油冷却器的产油量下降。
温度不得超过45°C，润滑油温度过低，粘度增大，易影响轴承油膜结构，增加振动。
国产600MW超临界机组振动原因分析及消除
图１ 发 电机转子挠度
牟 机组 投产后 ，Ｎｏ 轴 承振 动一直 处于不稳定状 ３ ９ 态 ，先后 经历了大修和临修 ，对结构刚度和结合部件
表２ ‘各轴承 比压
轴承名称 ｏ Ｎ ２ ｏ Ｎ ４ Ｎ ５ Ｎ ｌ ｏ Ｎ ３ ｏ ｏ
轴 承 比压 １ （ ａ ＭＰ ） ８ ｌ ０ １７ １ ｌ ４ １ ．９ 名５ ７ ８
动 的恶化 。
该汽轮发 电机组轴 系由五根转子组成 ，分 别为高 中压 转 子 、两根 低压 转子 、发 电机 转 子和 集 电环转
１ 二
＃ ７ ＃ Ｒ ≠９ ≠
子 ，集 电环转子通过 刚性联 轴器与发 电机转子连接 ，
Ｎｏ 轴承为其承 力的单支 点可倾瓦轴承 ，结构 由上下 ９ 各两块瓦块组成 ，具备 自动调心功能 ，结构参数如表 １ 和表２ 所示：
（） 出卡在励 磁机冷却风扇 内部的碎布 条 ； １取 （） 出Ｎｏ 瓦下瓦炉侧 垫铁螺 丝，重新紧固 ； ２拆 ９ （）重新调 整并加 大轴承盖紧力 ：机ｆ Ｏ１ｍｍ， ３ ｌ． ￣ Ｏ ｌ
表１ 各段转子 的重量
转子名称
转 子 重 量 （ｇ ｋ）
１ —
７ 群８ ＃ ９
高中压转子 低压转子 Ｈ． Ｐ１ Ｐ Ｌ１ Ｐ
３ ｌ６ ２ ９ ６７２ ０ ５
低压转子 发电机 集电环 Ｌ２ Ｐ 转子 转子
６７２ ０ ５ ５２ ２ ９ ０ ２８ ３９
（Ｎ ９ ２ ｏ 轴承处轴颈晃度为０ ８ （ ） ． 伽ｎ标准≤０ ５ ｍ ； ０ ．ｒ ） ０ａ （） ３ 上轴承盖无紧力 （ 标准紧力Ｏ－０ｍ － ． ｍ），测量 ０５
结果为炉侧 间隙０ ７ ｍ，机侧 间隙为０ ２ ．ｍ ０ ． ｍｍ； ３
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600MW水氢冷汽轮发电机振动大原因分析及处理【摘要】新安装或大小修后的水氢冷汽轮发电机组，如果发电机振动是由底部载荷分布不均造成的，如果通过传统的增、减发电机底脚垫片厚度及位置调整汽轮发电机对轮中心及调整杨度，及张口，这样会破坏原有发电机定子低载负荷的合理分布，造成发电机底脚支撑刚度下降，更会加剧电机的振动，因此，只有测量发电机定子底脚及支撑的载荷分布，才能消除发电机的振动。
本文针对发电机振动大的原因进行全面分析并加以处理，以便为同类机组具有借鉴之处。
【关键词】水氢冷汽轮发电机；振动；支撑刚度；发电机底载试验
1.引言
内蒙古京隆发电有限责任公司两台600mw直接空冷凝汽式汽轮机是由上海汽轮机厂引进美国西屋技术的水氢冷汽轮发电机，该机组属于新建机组，在机组顺利完成168小时不久，发电机的轴振由原来的优良逐渐达到165um，定子外罩板振动326um，机组振动大不得不被迫停机，因此，必须找出发电机振动大的原因，并找出解决问题的办法。
2.该机组发电机振动变大的原因分析
内蒙古京隆发电有限责任公司两台600mw直接空冷水氢冷汽轮发电机组。
由于工程自身的特殊性，该机组从安装完毕到机组168小时试运结束大约间隔将近两年时间。
机组在停运期间启、停好几
次，机组振动一直优良（最大52um），在机组整套启动的最后一次，发现机组启动后发电机两端轴振比以前有所增大，有时偶尔超过优良标准76um，但机组其余各轴振均正常，我们通过多种调整手段的尝试均未有明显的变化，当机组完成168小时试运后3个多小时时，机组发电机两侧瓦的轴振高达165um，通过全方位的分析，我们认为此次振动是由于发电机原有底脚及底脚上相关撑脚承载的合理
分布遭到破坏，致使发电机支撑刚度大幅度下降。
机组在完成168小时试运行后逼迫停机进行振动大问题处理，在2008年3月15日对发电机底载试验进行测量，发现该机组的发电机基础确实出现了明显的下沉，试验数据如下所示：
那么，是不是发电机的振动都与支撑刚度下降有关，我们回答是不一定，只有对于水氢冷机组才有这样的可能出现，而对于双水冷机组一般不会发生此类振动，这是由两者机组的结构形式所决定的，对于双水冷机组与水氢冷汽轮发电机两者存在以下差异：
2.1水氢冷机组用端盖轴承支承转子而双水冷采用座式轴承支承。
2.2水氢冷机组的基础螺母经基础螺栓及套筒将地板与基础固定，而双水冷则不一样，这样发电机以其自重自然放置在地板上，因而，发电机在垂直方向上是不固定的。
2.3正因为两者存在以上不同之处，这就决定了对于水氢冷汽轮发电机机组，底载负荷分配对其振动有明显的影响。
3.防止支承刚度差、消除水氢冷汽轮发电机振动的措施
为了防止因支承刚度差，造成发电机振动大而影响机组的安全运行，西屋公司在水氢冷发电机组中明确要求发电机底载负荷试验要均匀。
即：负载应集中在四个角上，两侧分不应对称，最大误差应在10%之内，从两端的脚撑向中间逐步以指数y=ex规律递减，必须垫实垫硬。
为了防止支承刚度差，水氢冷机组底脚下面，一般铺设平垫片和4层阶梯垫片（如图所示）。
根据上面垫铁示意图安装以后，对于基础是否发生下沉，我们可以在沿轴颈的方向垂直于轴安装56个应变片，利用发电机毎侧配备的应变仪及多点预调平衡箱，测量出每次应变片沿发电机全长方向的变化量。
要求在每端任一侧上负荷分布与另一侧相比应在10%范围内，侧在脚撑上的负载应按指数曲线变化，否则应调整垫片。
如果我们用l1、l2 、l3、l4表示从两侧端面往中间方向第1、第2、第3、第4个撑脚的承载量占底脚承载量的百分比。
那么一般负荷分配的合理比为：l1=60%---68%；l2=20%---25%；
l3=5%---8%；l4=1%---5%。
4.结论
从以上底载试验前后的数据分析来看，造成振动的原因明显为发电机基础下沉所致，按照西屋公司在水氢冷发电机组中明确要求发电机负载应集中在四个角上，两侧分布应对称，最大误差应在10%之内，在未进行底载试验前两侧的载荷误差达到如图所示的45.9%，显然不符合安装要求，这种消除基础下沉的办法不能用以往的调整
低发对轮的张口来解决，因为它的结构决定了只能通过合理分布底载负荷来达到，企图通过以往改变低发对轮上、下张口的办法是难以实现的，以上机组振动经过了重新分配发电机底载负荷后，机组的振动全部达到优良（最大56um），为机组今后的安全运行提供了保障。
参考文献
[1]丁旭春.西屋600mw机组安装、调试及缺陷.华东电力，1999（10）
[2]曹美全.水氢冷机组振动与底载试验.《电力建设》，2005
[3]卫友根，徐福娣.水氢冷600mw汽轮发电机机座底脚承载调整，上海大中型电机2003（2）
周斌（1975 -）：男，陕西省人，1999 年毕业于上海电力学院电厂热能动力专业，学士学位，现任华北电力科学研究院（西安）有限公司汽轮机研究室主任，从事发电厂的调试和试验工作。
张乐天（1980-）：男，陕西省人，2002年毕业于上海电力学院电厂热能动力专业，学士学位，现任华北电力科学研究院（西安）有限公司汽轮机研究室副主任，从事发电厂的调试和试验工作。