楊森
（三（sān）門峽華陽發電有限責任公司（sī））

　　【摘　要】對三門峽（xiá）電廠#2汽輪機低壓轉子軸承突發性振（zhèn）動情況進行診斷，根據其振動特（tè）征判（pàn）斷為非典型油膜渦動，對油膜渦動形成的原因與處理方法進行深入的闡述，並通過調整軸承頂隙和標高的方法解決（jué）該機組的問題，取得良好的效果（guǒ）。

　　【關鍵詞】汽輪機組；油膜渦動；處理
　　1　機組簡介
　　三門（mén）峽電（diàn）廠#2汽輪機為（wéi）東方汽輪機廠生產的亞臨界、中（zhōng）間再熱、高中壓合缸、雙（shuāng）缸雙排汽、單軸、純凝（níng）汽式，型號為N320-16.7/537/537-Ⅲ型，其軸（zhóu）係如圖（tú）1所示。該機組#3、4軸承為橢圓形軸承，軸承直徑（jìng）480mm，長度336mm，長徑比為0.7。該機組於2013年12月結束（shù）大修後並網運行正常。

　　2　振動現象與分析（xī）
　　2014年1月該機組負荷310MW時#3、4軸承出（chū）現突發性振動現象，Z大（dà）達到220μm，緩慢將負荷降至（zhì）250MW後振動（dòng）趨於穩定。對#3、4軸承處架設數據采（cǎi）集儀器後再次進行變負荷試驗，當負荷升至306MW時，#3、4軸承再次出現突發性振動現象（xiàng）。一分鍾之內，3x、3y、4x、4y軸振動分別由48μm、38μm、19μm和（hé）37μm突增到143μm、197μm、62μm和167μm，相鄰的2x、2y，5x、5y均增（zēng）大了10μm-15μm，而1x、1y、6x、6y軸振動基本上沒（méi）有變化。將負（fù）荷降至235MW各軸承振動恢複到原（yuán）始值。3y振動隨時間變化的趨勢圖見圖2，可以看出，振動高位時呈振蕩形狀。

　　帶負荷時各軸承鎢金（jīn）溫度見表（biǎo）1。
　　帶負荷時各軸承油膜壓力見表2。

　　頻譜分析表（biǎo）明，引起振動突增的振動分量是（shì）18.8Hz的低頻振動，頻譜（pǔ）圖見圖3。結合（hé）軸承鎢金溫度和油膜壓（yā）力值判斷#3、#4軸承載荷偏低（dī），穩定性較差，造成其發（fā）生非典型油膜渦動。

　　3　油膜（mó）渦動的形成原因與特征
　　形成原因：當（dāng）轉子轉動時，在（zài）軸頸（jǐng）在軸瓦的間隙中（zhōng）間形成油膜，油膜的流體動壓力使（shǐ）油膜具有承載能力。當油膜的承（chéng）載力與外界載荷平（píng）衡時，軸頸處於平衡位置；當轉子受到某種外來擾動時，油膜除了（le）產生沿偏移方向的彈（dàn）性恢（huī）複力以保持和外載荷平衡外，還要產生一個垂直於偏移方（fāng）向的切向失穩分力，這個失穩分（fèn）力會驅動轉子做渦動運動。當阻尼力大於（yú）切向失穩力時，這（zhè）個（gè）渦動是收斂的（de），軸（zhóu）承的轉動時穩定的；當阻尼力小於切向失穩力時，這個振動是發散的（de），軸頸的（de）運動就會失去穩定，當渦動軌跡是封閉曲線（xiàn）時，就會（huì）產生（shēng）油膜渦（wō）動。

　　特征：發生油膜渦動時，其振動波形不（bú）是50Hz的正弦波，而是在50Hz的基礎上，疊加了低頻諧（xié）波成分，且該振動成分的（de）頻率與轉子臨界轉速頻率基本一致，以低（dī）頻為主。

　　4　油膜渦動的處理（lǐ）
　　徹底消除油膜渦動的（de）措施主要是從檢修方麵下（xià）手來提高軸承的穩定（dìng）性。
　　（1）減小軸承的頂隙。不論是圓筒形瓦、橢圓瓦還是三（sān）油楔瓦，減小軸瓦（wǎ）頂隙都能顯（xiǎn）著（zhe）提高軸瓦的穩定性。因（yīn）為減小頂（dǐng）隙後增大了上瓦的（de）油膜力，提高了軸瓦（wǎ）的預載（zǎi）荷，使軸頸的上浮高度降低，從而提高軸瓦的穩定性。

　　（2）換用穩定性好（hǎo）的軸（zhóu）承形式。一般（bān）來說橢圓瓦的穩定性要優於圓筒瓦，三油楔瓦的穩定性又優於橢圓瓦，但其承載能力剛好相反，因此要根據轉子的重量選擇合適的軸承。
　　（3）刮大軸承兩（liǎng）側的間隙（xì）。這一措施往往與減（jiǎn）小頂（dǐng）隙同時進行，其目（mù）的是防止頂隙減小後軸瓦內潤滑油量受到影響而使烏金溫度升高。
　　（4）減（jiǎn）小軸承的長徑（jìng）比，增加比壓（yā）。長徑比越小，失穩轉速越高。因為（wéi）較短的軸承（chéng）端泄大，軸頸浮起量較小，相對偏（piān）心率大（dà），穩定性好。同時，軸瓦長度縮短使比壓增大，軸頸在軸（zhóu）瓦內不會抬得太高，進一步增（zēng）加穩定性。

　　（5）調（diào）整軸承的標高。機組從冷態過渡到熱態的過程中，軸係的各軸承座的標（biāo）高因溫度的影響會發生較大的變化，其中某幾個（gè）軸承可（kě）能因為載荷較低，造成比壓太小而失去（qù）穩定性。

　　由於該公司#2機組是經過長（zhǎng）期運行後發生的油膜渦動，因此軸承形式和長徑比不存在（zài）問題，根據實際情況重點對軸（zhóu）承頂隙和標高進行調整。在（zài）該機組停機後對（duì）#3、4軸（zhóu）承解體檢查，軸瓦無（wú）明（míng）顯異常，測量軸承頂隙分別為0.73mm和0.77mm（設計值0.65-0.77mm），接近設計值上（shàng）限。將#3、4瓦的上（shàng）瓦中分麵進行鏜銑修刮，#3軸承的加工量為0.08mm，#4軸承的加工量為0.10mm，修後測量#3、4軸瓦頂隙分（fèn）別為0.66mm和0.65mm，接近設計值下限，提高其穩定性。並將#3、4軸承標（biāo）高分別上抬（tái）0.1mm和0.05mm，從而增大（dà）其載（zǎi）荷，提高（gāo）穩定性。

　　5　處理效果
　　該機組經檢修後於（yú）2月13日並網，在各種工況（kuàng）下運行穩定，各軸（zhóu）振動均小於45μm。（見圖4、表3）

　　對比修前修後的數據，#3軸承鎢金溫度增加了5℃左右，#3軸承油（yóu）膜壓力增加了0.8MPa左右（yòu），#3、#4、#5軸承油膜壓力比較接近。說（shuō）明#3、4軸承的載荷較修前有所增加，軸承穩定（dìng）性（xìng）提高。經過長時間的觀察（chá），機組（zǔ）在不同（tóng）工況下均運行穩定（dìng），各軸承的振動值都在（zài）優良範圍內，油膜渦動的問題得到徹底解決。

　　6　結語
　　油膜渦動會使汽輪機組在運行中產生突發性振動，而且與（yǔ）機組的運行工（gōng）況有較（jiào）大關（guān）聯，嚴重時會導致軸承甚至整台機組（zǔ）的損壞。在檢修中應嚴格（gé）控製工藝，正確測量軸承頂隙等數據，並做好各（gè）軸承載荷分配，從而確保機組的穩定（dìng）運行。

　　參考文獻
　　[1]李錄平.汽輪發電（diàn）機（jī）組振動與處理.中國電力出（chū）版（bǎn）社，2007.

出處：《中國科技縱橫》2015年第4期