帶變速箱汽輪機振動原因分析及處理

　　八鋼集團新疆焦煤有限責任公司電力公司2#汽輪發(fā)電機組單機容量為3MW單元制系統(tǒng)抽汽冷凝式機組，汽輪機為橫向布置，汽機基礎平臺為島式布置，其運轉(zhuǎn)層標高為+5.00m。2#汽輪機為杭州汽輪機廠生產(chǎn)的CN3-24/5型單缸、沖動、抽汽冷凝式帶減速箱機組，高壓部分由雙列復速級和1個壓力級組成，低壓部分由單列調(diào)節(jié)級和6個壓力級組成。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)。汽輪機轉(zhuǎn)子與減速小齒輪間采用齒式聯(lián)軸器聯(lián)接，大齒輪與發(fā)電機間則采用剛性聯(lián)軸器。發(fā)電機為杭州發(fā)電設備廠生產(chǎn)的QF-K3-2型的空冷發(fā)電機。該機組已經(jīng)運行10年左右，并且在5年內(nèi)未進行過大修。2006年11月中旬大修作業(yè)時遇到和發(fā)現(xiàn)一些問題并進行了相應的處理。

　　一、汽輪機可傾瓦振動的原因、分析、處理

　　汽缸內(nèi)部的檢修工作與其他大、中、小型機組安裝工作相同，這里不再贅述。主要是在汽輪機的軸承上與我們安裝的大型機組不一樣，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瓦由能在支點上自由傾斜的弧形巴氏合金瓦塊組成。瓦塊在工作時可以隨轉(zhuǎn)速、載荷及軸承油膜厚度的不同而自動調(diào)整轉(zhuǎn)子中心，在軸徑四周形成多個油楔。潤滑油從各瓦塊之間的間隙進入軸承，從軸承的兩端油封環(huán)開孔處排出。如果忽略瓦塊的慣性，支點的磨擦力及油膜剪切內(nèi)磨擦力等的影響，每個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)子高速運轉(zhuǎn)時的徑向穩(wěn)定性，理論上可以完全避免油膜震蕩的產(chǎn)生。另外，由于瓦塊可以根據(jù)對應瓦塊烏金表面的油膜厚度和壓力自動調(diào)整，保證了轉(zhuǎn)子的自動調(diào)整中心，同時還具有吸收轉(zhuǎn)軸振動能量的能力，即具有很好的減振性。

　　可傾瓦有許多優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)復雜、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組采用�？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；各瓦塊與軸心對正要好，瓦塊對中偏差不能超過0.02 mm，即5個瓦塊的烏金面相對軸心距離偏差不能超過0.02 mm�？蓛A瓦烏金一般是廠家加工好的，表面不允許刮研。在簡單研修烏金接觸合格后，清理瓦塊及瓦殼，特別是瓦殼體與瓦塊之間的凹槽。要清理所有污垢，不允許有毛刺。最后用酒精擦拭干凈。

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

　　經(jīng)過研究分析認為：2#軸承水平振動是由于小齒輪與汽輪機聯(lián)軸器中心不正所致。于是，加班加點拆卸減速箱，重新找正小齒輪與汽輪機聯(lián)軸器中心并且達到要求之內(nèi)。

　　但是在過臨界轉(zhuǎn)速～3000r/min時：2#軸承水平振動達到0.106mm，緊急打閘停機。深入研究分析認為,2#軸承水平振動大可能是由于1#、2#軸承的間隙和瓦枕緊力不當所造成的油膜振蕩。

　　在檢查2#軸承時，發(fā)現(xiàn)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百分表、正轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動汽輪機轉(zhuǎn)子時，有0.01mm變量，反轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動汽輪機轉(zhuǎn)子時，有0.11mm變量，更換備品后也是如此。為了消除2#軸承側(cè)部可傾瓦塊烏金表面油膜厚度不一致造成的油膜振蕩，我們決定在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)整一致。再正轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動汽輪機轉(zhuǎn)子時，汽輪機轉(zhuǎn)子水平方向有0.01mm變量；反轉(zhuǎn)盤車轉(zhuǎn)動汽輪機轉(zhuǎn)子時，汽輪機轉(zhuǎn)子水平方向有0.02mm變量。

　　2007年1月10日啟機沖轉(zhuǎn)至2200r/min暖機時，2#軸承水平振動降至0.015mm，在過臨界轉(zhuǎn)速～3000r/min時：2#軸承水平振動達到0.031mm。

　　2007年1月10日在停機消缺過程中，我們決定在產(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墊片的基礎上再增加0.03mm墊片。在正轉(zhuǎn)汽輪機轉(zhuǎn)子時，有0.01mm變量；反轉(zhuǎn)汽輪機轉(zhuǎn)子時，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)部間隙不一致，造成的油膜振蕩，是造成2#軸承水平振動的主要原因，通過及時準確的判斷解決了2#軸承振動大的問題。

　　二、找中心

　　在以往的大型機組安裝過程中，無論是高、中、低壓轉(zhuǎn)子還是與發(fā)電機轉(zhuǎn)子對輪找中，我們都是不扣上瓦枕進行聯(lián)軸器的找中，未曾發(fā)現(xiàn)對輪中心在未扣上軸瓦和瓦枕或者是扣上軸瓦和瓦枕后對輪中心有何變化。而在這里，因為是小型機組，其軸承、汽輪機轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子等設備比較輕、小，如果不扣上軸瓦和瓦枕，聯(lián)軸器的找中就會產(chǎn)生比較大的誤差。

　　帶有減速箱的機組找中心時最關鍵的部位是大小齒輪，其中最關鍵的是測量數(shù)據(jù)的準確，為了減小測量偏差就需要增加測量次數(shù)和人數(shù)，先將不同的熟練測量人員每一次測量數(shù)據(jù)進行對比，每一次測量數(shù)偏差不大的情況下，將測量數(shù)據(jù)求和再平均，這樣就降低測量誤差。（１）用高度卡尺測量大小齒輪前后端軸高低值，并進行調(diào)整，將大小齒輪高低值調(diào)整至要求技術(shù)范圍。（２）用游標卡尺測量大小齒輪的平行度，分別測量大小齒輪前端和后端軸心距，將測量值相減，如果差值大于技術(shù)要求，將大小齒輪平行度調(diào)整為技術(shù)要求范圍。（３）上述測量調(diào)整完畢后，在大小齒輪兩側(cè)齒面各選擇好基準點，在減速器箱體上架設百分表，表頭向下微傾斜，并便于讀數(shù)，表架設好后，將百分表原始數(shù)據(jù)記錄，然后用盤車手柄緩慢盤動齒輪，感覺齒輪齒面接