(1.河南电力实验研究所，河南郑州450052；2.鑫源热电厂，河南商丘476000)

〔摘要〕针对50MW汽轮机转子中心孔进油的故障事务，经由过程对汽轮机振动特点的描写，分析了汽轮机振动和转子中心孔进油的缘由和引发振动的机理，提出了该故障的诊断方式和避免转子中心孔进油的措施。

〔要害词〕汽轮机；转子；振动

2004年河南省电力系统接连泛起2起汽轮机转子中心孔进油的故障，1台为125MW机组，1台为50MW机组。本文针对其中的1台50MW汽轮机转子中心孔进油缘由进行了分析，并提出该故障的诊断方式息争决问题的途径。



1振动特点



汽轮机型号为C50-8.83/0.981，发机电型号为QF-60-2。如图1所示，1，2号轴承支承汽轮机转子，1号轴承为座落前箱内的落地轴承，2号轴承座落在排汽缸上，3，4号轴承支承发机电转子，均为落地轴承。汽轮机和发机电转子以刚性联轴器毗连。

1.1配重前启动

2004-06-26，启动升速至过临界转速的进程中，2号轴承年夜振动为39.1祄，其它轴承振动均小于30祄，说明汽轮机转子和发机电转子的平衡状态秀。

空载3000r/min下，除2号轴承垂直振动39祄外，其它轴承振动均在30祄以下。带负荷到48MW，2号轴承振动从60祄很快升至84.5祄，被迫打闸停机。降速过临界转速2号轴承垂直振动达125祄。盘车时，年夜轴挠度比开机增年夜40祄。从3000r/min→带负荷→停机进程的轴承垂直振动趋向图可知，振动增年夜的部位主要是2号轴承，发机电的2个轴承振动基本不变，因而可以判定故障存在于汽轮机侧。

凭据以往经验，一般存在转子热变形的机组，只要把空载3000r/min时的下轴承基频振动下降到20祄以下，带负荷后的振动就能维持在50祄之内的及格范围。所以停机后在汽轮机末级叶轮进行配重，以下降2号轴承的垂直振动。

1.2配重后启动

2004-06-27，机组设置装备摆设后再次启动，在空载3000r/min下，2号轴承的垂直振动为15祄，其它均小于15祄。带负荷20MW时振动基本不变，负荷增到30MW，2号轴承振动增年夜至40祄，稳定一段时间后，振动稍有下降。接着起头升负荷至35MW，振动升至46.8祄。减负荷至30MW，振动突升至54.1祄，又升负荷至37MW，振动继续升高。随即减负荷，当振动升到91.7祄时，打闸停机。降速过临界转速2号轴承垂直振动达8祄。盘车时年夜轴挠度比开机增年夜100祄。

1.3第3次启动

前2次启动进程中，后汽封温度达300℃，而该汽封设计汽源为除氧器汽平衡供汽，温度在150℃左右，显然后汽封温度偏高；另外，前2次启动进程中，本体疏水没有打开。

为了破除这2个身分的影响，2004-06-29又开一次机。在这一次启动进程中，本体疏水全数打开，后汽封温度控制在160℃以下。此次从启动升速进程到20MW负荷，2号轴承振动与上一次差异不年夜。负荷到24MW，2号轴承振动起头快速突升到

90.7祄，被迫打闸停机。

3次启动进程的振动特点为：

(1)振动主要是基频成份，其它份很少，是以属于不服衡激起的强制振动；

(2)振动间和启停机的次数增多而显著增年夜，振动突增负荷点一次比一次小，说明振动故障逐次恶化；

(3)当振动突增后，即使减负荷到0，振动亦不会下降而是继续增加。停机进程中过临界转速的振动值比开机进程年夜；

(4)2号轴承振动一旦起头爬升很快发散至报警值，而且没有绝顶，在这类振动状态下机组是没法运行的。



2振动缘由分析



该机组振动的基本特点是，随着时间增加，不稳定强制振动增加。造成这类振动的故障缺陷多是：

(1)汽缸膨胀受阻,使轴承支承刚度下降；

(2)转子热弯曲。

经由过程检查没有发现尽对膨胀、胀差在启动进程中泛起异常，轴承座与台板接触面也没有泛起间隙，膨胀也没有卡涩迹象，所以可以破除项缺陷，因而转子热弯曲成为主要思疑对象。

造成转子热弯曲的缘由以下：

(1)转轴内应力过年夜；

(2)转轴材不均；

(3)转轴套装部件失往紧力；

(4)高温转子与冷水、冷汽接触；

(5)消息磨擦；

(6)转子中心孔进油。

凭据振动的变化特点，可以破除第1～3个缘由，由于这3个缘由引发的振动均变化缓慢，而该机的振动会泛起突变，且随启停次数的增加，一次比一次严重。

因试运进程中未发现汽缸和本体疏水情况泛起异常，可以破除第4个缘由。

因磨擦振动的相位变化较年夜，而该机振动的相位变化较小(20。左右)，所以可以破除第5个缘由。只有第6个缘由不能破除，有需要对转子中心孔进行检查。



3转子中心孔进油缘由及其引发振动的机理



打开汽轮机前箱，拆失落调速器小轴，这时候就从孔中流出重约1kg的黑色油，经化验，与该机组使用的润滑油不异，说明油是从孔外吸进的。清算清洁孔内进油，将转子中心孔堵头上的排气孔堵死后，重新启动，机组在50MW负荷下长时间运行，1～4号轴承振动均在10祄左右。

3.1汽轮机转子中心孔进油缘由

转子中心孔进油的缘由，一是探伤时中心孔内涂的油没有清算清洁。就该机而言，安装前已对中心孔进行检查，未发现存油。另外一个缘由是中心孔端部堵头上的排气孔未封严，运行中，孔内的空气受热膨胀逸出，停机后转子冷却，孔内的空气也冷却收缩，外界的空气就会经由过程键与联轴器的间隙和中心孔堵头上的排气孔进进转子中心孔。停机后机组进行盘车，来自喷油管的润滑油对盘车年夜齿轮进行润滑，此时，该股润滑油也随外界空气进进转子中心孔。随着机组启停次数增加，进进中心孔的润滑油也越积越多。

3.2转子中心孔进油引发振动的机理

在汽轮机转子中心孔内存油而未布满时，在高速旋转的离心力作用下，油被甩到孔壁上形成油膜。由于转子存在一定的挠度，致使中心孔的几何中心和转子的旋转中心不重合，因而孔壁上的油膜厚度分歧，当转子温度升高时，油与孔壁间发生热交换，油吸热而气化。由于分歧厚度的油膜与孔壁间的热交换的水平分歧，使转子径向发生温差，引发转子热弯曲。热弯曲不单随着机组有功负荷的增年夜而加年夜，而且在热机和升速进程中也能较着反映出来。热机时间较长会引发过年夜振动，甚至使机组不能升速到满转。而且，开停机次数愈多，被吸进转子中心孔的油愈多，振动现象愈较着。凭据经验，转子中心孔进油达0.15kg，就会使机组振动发生较着的变化。

气化的油有2种往向：一是逸出转子中心孔外，二是在转子低温段凝聚，放出凝聚热，这一样会引发不平均的热交换。

油与孔壁的热交换随着转子温度的升高而加速，使转子热弯曲逐渐增年夜，由于汽轮机缸内消息间隙小，还可能引发消息磨擦，致使振动延续增加或突变。


4避免转子中心孔进油的措施


(1)对转子中心孔探伤时，里面涂的油一定要清算清洁，并把堵头堵好。

(2)由于汽轮机转子中心孔堵头上的排气孔与外界相通是发生转子中心孔进油的主要缘由，是以在安装时应进行检查，若发现有排气孔就应把它堵死。制造厂应取消汽轮机转子中心堵头的排气孔或采用实心转子。

(3)有些转子中心孔进油是从转子前面吸进的，所以安装时还要检查调速器小轴是否存在进油的隐患。