6号主汽轮机轴承振动治理

孙铭泽

皖能合肥发电有限公司

一、汽轮机轴系结构概述

6号主汽轮机由上海汽轮机有限公司生产的C600-24.2/1.1/566/566 型600MW 中间再热抽汽凝汽式汽轮机。整个轴系由高中压转子、#1低压转子、#2低压转子、发电机转子和集电环转子组成。整个轴系有9个支撑轴承支撑，#1-#6轴承是前缘带进油槽（LEG）可倾瓦径向轴承（四瓦可倾），由一个钢制轴承壳体和孔径镗到一定公差的四块浇有巴氏合金的钢制瓦组成的自位式轴承，具有径向调整和润滑功能。

机组轴系结构如下图：

二、602A修前存在的问题

6号主汽轮机顺序阀工况下（阀序2-3、4、1），在4号高调门开度低于30%时，#1轴承振动会逐渐增大，1X方向轴振最大达到170m，1Y方向轴振最大达到140m。

三、602A修前原因分析

(1)机组顺序阀运行#1轴承振动增大时振动测试结果，高中压转子一阶临界转速1540r/min，但560MW负荷振动波动时为标准同相振动，同时#2轴承也为标准同相振动，表明高中压转子受到跨外影响严重；

（2）545MW负荷各瓦瓦温：#1轴承1、2点瓦温偏差偏大，#2轴承温度偏高，同时，#1、#2、#3瓦1点温度高于2点，但#4轴承瓦温却是2点温度高于1点，表明#4瓦油膜位置较#1、#2、#3瓦油膜不一致，可能存在转子在轴承内位置有偏斜。

（3）低压缸轴承是坐缸设计，#3～#6瓦的预调量是冷凝器重量及运行状态下保证轴系挠度考虑的，轴承预抬量应在靠背轮找中时考虑，相关靠背轮的错位值应加上相应的轴承预调量。

（4）①对6号机顺序阀各种阀序组合进行试验，无论是采用上部进汽、下部进汽、对角进汽的组合方式，对#1轴承振动变化均无明显改观；

②6号机单阀模式下，#1轴承振动稳定；

③四阀全开后，轮流关闭GV1、GV2、GV3、GV4时，#1轴承振动、温度变化均十分明显，GV2、GV4关闭（机侧）时，#1轴承振动上升较快，通过流量特性试验结果来看，GV2关闭至16%，#1瓦X向振动达到180μm，GV4关闭至14%，#1瓦X向振动达到180μm。

证明高中压转子受汽流影响较大，#1轴承载荷偏低，转子在#1轴承处不稳定。

（5）6号机组启停时#1轴承过临界振动偏大，同时结合频谱数据#1、#2为同相振动判断，高中压转子可能存在弯曲。

结论：

1、综合（1）（2）（3）条判断，高中压转子整体偏高，#1、#2、#3轴承形成以#2轴承为支点的跷跷板效应，导致#1轴承油膜形成不良（边缘受力），形成位置不好。

2、高压缸转子#1轴承负载偏低，转子在#1轴承位置处不稳定。

3、转子过临界振动偏大，#1、#2轴承为同相振动，高中压转子可能存在弯曲。

4、GV4、GV2关闭开度下降到一定是轴承振动急剧增大，判断气流激振对高中压转子振动影响较大。

四、本次602A修处理情况

（1）高中压转子晃度超标处理

通过高中压转子晃度测量值、推力盘晃度及瓢偏测量发现，高压10级晃度0.12mm、喷嘴晃度0.13mm、高压平衡活塞部位晃度0.10mm，晃度超标，推力盘瓢偏0.045mm，晃度值0.06mm超标。

处理情况：经商议决定对高中压转子进行返厂修复处理。1、对高中压转子大轴进行校调。2、对推力盘瓢偏进行修复。3、转子动平衡试验，标准要求：临界轴承振动速率小于2.8mm/s，额定转速轴承振动速率小于1.4mm/s。

返厂处理后，高中压转子轴弯曲、联轴器及推力盘晃度、瓢偏测量均在合格范围内。

（2）高中压转子平衡块处理

2016年高中压转子由于弯曲度超标返回汽轮机厂处理，并按照国标要求重新做了高速动平衡，高速动平衡中试验后高中压转子共安装平衡块22只，其中高压缸侧安装7只，中部过桥安装3只，中压缸侧安装12只。目前高中压转子平衡块数量较多，若后期现场需要进行动平衡，基本没有位置安装平衡块。此次将高中压转子返厂做动平衡后优化平衡块位置。

2022年602A修高中压转子返厂后安装平衡块共14只，其中调端安装3只，中部安装6只，电端安装5只。

（3）A、B低压内缸偏移处理

解体发现低压叶顶汽封间隙超标、汽封块变形，隔板洼窝中心偏差大，其中A低压内缸左右偏差2.51mm；B缸左右偏差5.33mm；经讨论决定对A、B低压内下缸进行中心校正。

处理方案：

1)测量猫爪螺栓间隙（实测0mm，标准0.3-0.5mm），调整块间隙（实测1.5mm，标准0-0.03mm），取出猫爪调整块；

2)顶丝顶起内缸，取出低压内缸底部偏心销；

3)将L型垫铁取出，清理打磨光滑；

4)将已处理完成的L型垫铁就位，重新安装至下缸。

5)松开顶丝，落下内缸，测量水平。

6)半缸、全缸测量内缸及隔板洼窝，调整中心，洼窝中心左右0.10mm、上下偏差0.50mm以内。

7)紧固猫爪螺栓，再次测量半缸、全缸测量内缸及隔板洼窝，洼窝不发生变化。

8)完成内缸定位后实配（内外缸各做一个定位销，安装焊接后取出）内外缸偏心销，低压内缸对中装置偏心定位销检查，有轻微磨损，不影响正常使用，清理后装入定位，间隙0.03-0.08mm，做好记录。

9)松开猫爪螺栓，重新加工安装L型垫铁，复测汽缸水平，全程监视汽缸位移。

10)重新紧固猫爪螺栓，定位好内缸。

11)测量A、B低压内缸猫爪定位块装配间隙不合格，将4个猫爪调整块按照图纸要求尺寸进行修复装配（间隙0-0.03mm，与内、外缸接触80%）。

12)内缸调整完成进行汽封调整，扣上内缸及上外缸，按照实际间隙重新配制内外缸上部L键。

13)松开猫爪螺栓，保证猫爪间隙0.3-0.5mm。

五、机组启动过程

2022年12月3日22：49分  汽轮机首次冲转至1550r时轴承振动数据（高中压转子临界转速为1550r，低压1号转子为1530r，低压2号转子为1540r）:#1轴承X向振动15.3μm，Y向振动26.1μm。

经过汽轮机主汽门、调门严密性试验、超速试验、发电机空载特性试验、交流阻抗等试验后于2022年12月4日20:37顺利并网发电。#1轴承X向振动23.1μm，Y向振动24.0μm。

2022年12月8日630MW轴承振动数据:#1轴承X向振动44.1μm，Y向振动34.1μm。

2022年12月8日630MW轴承温度数据:#1轴承炉侧70.6℃，机侧62.8℃；#2轴承炉侧80.4℃，机侧76.7℃；#3轴承炉侧74.4℃，机侧69.1℃；#4轴承炉侧75.1℃，机侧79.6℃；#5轴承炉侧75.7℃，机侧78.3℃；#6轴承炉侧76.3℃，机侧72.5℃；

通过此次602A级检修，彻底解决了困扰公司多年的1瓦振动超标问题，启动后轴承振动及轴系载荷分配水平已超全省同类型所有机组。