300MW亚临界机组汽轮机轴系振动分析

侯江敏

摘 要：汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，又称蒸汽透平，主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。300MW亚临界机组汽轮机是中国从美国引进的一种具有单机功率大、效率高、寿命长的汽轮机组，300MW亚临界机组汽轮机的应用很好的推动了我国工业的发展。然而在300MW亚临界机组汽轮机使用当中，经常会出现轴系振动问题，基于此，本文对300MW亚临界机组汽轮机轴系振动原因和改善办法进行分析，以供参考。

关键词：300MW亚临界汽轮机；轴系振动；原因；蒸汽机

300MW机组型式是亚临界中间一次再热自然循环汽包炉，通风方式为平衡通风，主汽温调节方式为二级喷水减温，燃烧方式为正压直吹四角切圆，点火用油为轻柴油，点火方式为#1炉小油枪、#2炉等离子。再热汽温调节方式：摆动燃烧器摆角和喷水减温。300MW亚临界机组汽轮机轴系在运行过程中，或多或少都会存在振动现象，局部区域出现动、静间隙消失。本文就300MW亚临界机组汽轮机轴系振动相关内容进行研究，希望能为同行贡献自己的绵薄之力。

一、300MW亚临界机组汽轮机轴系结构

机组轴系由高、中压转子、低压转子、发电机转子和励磁机转子组成，各转子之间分别用刚性联轴器连接（见图1）。高中压转子1号及2号轴承为落地式，低压转子3号及4号轴承安装在排汽缸上，发电机转子5号及6号轴承为端盖式轴承，7号及8号轴承与励磁机安装在台板上；低压转子3号及4号轴瓦、发电机转子5号及6号瓦和励磁机转子7号及8号轴瓦都为椭圆瓦，分别支撑在6个轴承上。

该机组安装时低压转子保持水平，高中、压转子前端和发电机转子后端向上翘起，各轴颈的标高和转角以及联轴器张口等还要考虑冷、热态的差别和凝汽器与低压外缸连接方式的影响。转子静挠度曲线见图2。

二、300MW亚临界机组汽轮机轴系振动原因

其一，转子振动。低压转子不稳定振动和振动幅值增大主要表现在4号轴承上，3号轴承和4号轴承处轴振变化均很小，瓦振变化比轴振变化大，从而出现转子振动现象；其二，励磁机轴振动。经过跟踪和测量发现，轴振动能够在一定时间内较为稳定，但是随着300MW亚临界机组汽轮机运行时间和参数变化，其振动幅度会有所升高。300MW亚临界机组汽轮机轴承振动相位可以增加10°，1号轴振动相位最小幅度为143°，最大幅度为206°，6号轴振动相位幅度振动范围在30°到35°之间。因为发电机转子比较短，因此即使发电机转子本体发生改变，6号和5号轴振动相位都不会发生太大变化，但是如果发电机振动幅度增大较多时，很有可能使6号和5号轴振动差距较大，从而出现励磁机轴振动现象。

三、缓解300MW亚临界机组汽轮机轴系振动的对策

（一）维持300MW亚临界机组汽轮机凝汽器最佳真空。让300MW亚临界机组汽轮机凝汽器维持最佳真空可以从以下几个方向进行：其一，保证汽轮机组的密封性。相关工作人员要定期检查汽轮机组密封性，最好选在对汽轮机大修的阶段进行检查和维护工作，避免凝汽器出现泄漏的情况；其二，对循环水品质进行控制。应该避免凝汽器内出现水垢，以此保证铜管内的热交换效率；其三，凝结水位保持在合理的位置，水位抬高就会使凝汽器里面的真空下降，最终使冷却面积不足。

（二）加强汽轮机的运行管理。300MW亚临界机组汽轮机在运行过程中可以采用定-滑-定的运行方式。实际上就是在高负荷区域下，为了保持机组的高效率，那么就应该改变通流面积（一般采用喷嘴调节）来实现。在极低负荷下，为了保持给水泵轴临界转速、燃烧、水循环工况能够得到稳定，应该使用低水平的定压调节。而在中间负荷区，就应该根据实际情况来加减负荷（一般采用锅炉调整压力），使得汽门的开关处于滑压运行状态。为了提高给水温度和投入率，减少加热器端差，对加热器水位进行合理地调整，应该在高负荷运行时适当提高汽轮机的主汽温度、主汽压力。低速暖机后，肯定机组一切正常，可逐渐开大主汽门将转速升至1400 RPM，保持在40～80 min内。

四、结语

引起机组振动的原因很多，情况也比较复杂，在处理振动问题时，一定要仔细分析各方面因素，找到引起机组振动的真正原因，对症下药，不能遇到振动就用动平衡的方法来解决，以免在转子上增加额外的不平衡重量。

參考文献：

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