15MW汽轮发电机组轴瓦损坏分析及处理

[摘 要]我厂15MW汽轮发电机在某次检修发现发电机前瓦有损坏的问题，通过对机组进行各项处理，综合分析了引起该机组轴瓦损坏的原因，最终对发电机转子进行现场动平衡，消除了这一问题，机组各测点的振动水平达到优良水平，保障了机组运行的安全稳定。

[关键词]汽轮发电机组；故障处理；动平衡

中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0022-01

1.前言

杭钢动力公司热电二厂4#汽轮发电机组为抽凝式发电机组，型号为C12-4.90/0.981-3，机组额定发电量15MW，因生产需求，该机组的运行方式是纯凝式运行，从1995年投运，运行工况良好。如图1轴系由汽轮机转子与发电机转子组成。

从2013年10月中旬开始，当机组在正常工况下运行时，3#轴瓦（图1所示3位置）的振动有逐渐变大的趋势，由原来的0.015mm变为0.04mm，油温、进汽量、真空情况、负荷等其他工况都无明显变化。在某次正常停机检查中，检修人员发现3#轴瓦的上瓦有比较明显的损坏（如下图）。针对这一情况，我厂相关部们进行了多次分析、探索和检修，最终得以处理。现在，机组各项指标都在良好范围内。

2.发电机前瓦损坏原因分析与诊断

4#汽轮发电机组为小型发电机组，4只轴瓦上各只有一只温度测点、一只竖直方向上的振动测点。平时运行时，用便携式测振仪和温度计辅助记录机组运行时候的各部位振动及温度的数据用以分析。

从4#发电机组损坏的部分及运行过程中记录的各项数据上看，发电机3#轴瓦处发电机轴在运行中温度变化不大，所以排除了油系统上的问题。产生了较大的振动量变化，从而导致了这一结果的产生。通常发电机转子振动大由如下原因引起[1]：

（1）由于锻件热处理效果不善引起的残余变形使转子弯曲

（2）由于机械加工误差以及装配变形破坏了转子截面对称性；

（3）转子线圈的不均匀位移；

（4）由于冷却不均匀、线圈膨胀不畅、短路引起的热弯曲；

（5）汽轮机转子与发电机转子中心偏差大；

（6）轴瓦间隙与紧力不在安装要求范围内；

（7）存在一定的质量不平衡。

经过分析，4#机组投运于上个世纪90年代，自投运以来，振动水平均处于良好水平，且本次并没有因停机检修引起轴瓦振动变化，可以排除引起振动的上述原因的（1）-（4）条。

通过检修，对汽轮机转子与发电机转子的中心进行检查，将左右与上下偏差调整至0-0.005mm以内，开口调整至0-0.003mm以内。更换了发电机前后轴瓦，对其间隙进行调整，使其顶端间隙在0.026-0.035mm之间，侧隙在0.016-0.02mm之间，紧力在0.001-0.005mm之间。然后再次运行机组一段时间，发现现象并没有得到明显的好转，一段时间后停机检查，发现相同位置还是有损坏，而且形状、大小于前一次的损坏相差不大，可以排除上述原因的（5）（6）条。

最终怀疑存在一定的质量不平衡，随即对发电机做在线动平衡检测。

3.机组现场动平衡检测及处理

由于我厂没有专业的设备在线测量动平衡，所以邀请专业厂家对4#发电机进行在线动平衡检测，分析决定在发电机转子前端的平衡槽内加重240g∠0°，加重完成检查机组的各相关参数，确定机组具备启动条件后对机组进行冲转，在机组3000r/mim情况下记录振动值，与平衡前比较如表1所示，满负荷状态下记录振动值，与平衡前比较如表2所示。

通过表1、表2的机组平衡前后各轴瓦的振动比较可知，经过对发电机转子前端配重后，在一定程度上消除了转子存在的不平衡量，机组的各轴瓦在额定转速和满负荷状态下的振动均达到了优秀水平。

4.结论

通过对我厂4#汽轮发电机组几次检修中获取的现象资料，发现该机组的发电机轴瓦在运行中出线损坏的问题，对可能的原因进行逐一排除，最后确定为发电机转子的动平衡问题。通过进一步对发电机转子进行现场动平衡处理后，消除了这一问题，使得机组在额定转速及满负荷运行的情况下振动达到优秀水平，轴瓦亦无损坏现象。保障了机组的安全稳定运行，为我电厂创造了良好的经济效益，为以后碰到类似问题时寻求解决方案打下基础。

参考文献

[1] 寇胜利.汽轮发电机组的振动[M].北京：中国电力出版社，2017.