（浙江浙能长兴发电有限公司浙江长兴313100）
摘要：2018年4月开始，浙能长兴电厂3号机组330MW机组汽轮机轴系5号轴承Y方向出现振动偏大现象（最大达到91μm），经现场仪器测量发现Y方向振动偏大问题确实存在，而X方向振动值正常。2019年4月对机组进行振动试验，调整运行参数，排除进汽等参数变化而引起振动波动原因，判断为转子动平衡或轴承部件存在缺陷。利用机组计划检修的机会，对5号轴承处进行解体、翻瓦检查，并最终排查出引起振动波动的原因。
关键词：330MW汽轮机；振动；轴承
1.引言
浙能长兴电厂330MW机组，汽轮机为上海汽轮机厂生产的亚临界、单轴、双缸、高中压合缸、中间一次再热、双排汽式西屋引进机型。高中压转子及低压转子均为无中心孔整体锻造件。整个轴系共有7个轴承，其中1、2号为高中压转子轴承，3、4号为低压转子轴承，5、6号为发电机转子轴承，7号为励磁机轴承。汽轮机整个各轴承分布如下图1所示：
2.缺陷描述
2018年4月开始，发现3号机组5号轴承Y方向出现振动偏大问题（最大达到91μm），后经过现场就地实际检测后发现5号轴承处Y方向振动偏大问题确实存在，而X方向振动值为正常。由于2018年以来#3机组长时间处于运行状态无机会处理，经长时间观察后发现轴承振动只有在负荷变动时候偶尔出现振动偏大情况且无继续恶化趋势，故作继续观察，直至2019年4月机组扩大性C修时进行翻瓦检查、处理。
3.原因分析
3.1振动试验
为探究机组振动的原因，排查是由于机组运行参数调整原因引起的振动波动，还是由机械部件存在故障引起的振动波动。对于可能影响汽轮机轴系5号轴承处的参数实行单因子变量调整，逐一排查各参数对振动的影响。调整的参数包括有功功率、无功功率、发电机内氢气温度、机组真空度以及发电机密封油温度，相关试验结果如下。
3.1.1调整机组有功功率
改变有功功率试验是在300MW负荷条件下进行，将有功功率从300MW平稳调整至145MW，观察4、5号轴承振动变化情况,根据试验结果显示，调整机组有功功率时，#5机组的轴振有小幅度波动，从84μm至73μm，而4号轴承处几乎没有变化，初步判断有功功率的变化对机组5号轴承振动值存在一定的影响。
3.1.2调整机组无功功率
改变无功功率试验是在300MW负荷条件下进行，将无功功率从135MVar平稳调整至31Mvar，观察4、5号轴承振动变化情况，根据试验结果显示，调整无功功率的过程中，机组5号轴承振动从91μm下降至84μm，而4号轴承振动几乎没有变化，从数据可以看出，无功功率对机组5号轴承处振动还是有一定的影响的。
3.1.3调整机组氢气温度
改变氢气温度试验是在300MW负荷条件下进行，调节氢气温度从41℃逐渐升高至48℃，观察4、5号轴承振动变化情况，根据试验结果显示，调整氢气温度对于4、5号轴承处振动均没有太大影响，可排除氢气温度变化因素引起轴承振动的变化。
3.1.4调整机组真空度
改变机组真空度试验是在300MW负荷条件下进行，将凝汽器的真空度从-91.2KPa提高至-94.4KPa，观察4、5号轴承振动变化情况，根据试验结果显示，调整凝汽器真空度对于4、5号轴承处振动均没有太大影响，轴承振动变化均在2μm以下，可排除凝汽器真空变化而引起轴承振动的变化。
3.1.5调整机组密封油温度
改变发电机密封油温度是在300MW负荷条件下进行，将发电机密封油温度从42℃提高至48℃，再观察4、5号轴承振动变化情况，根据试验结果显示，调整发电机密封油温度对于4、5号轴承处振动均无太大影响，轴承振动变化均在3μm以下，可排除密封油温度变化而引起轴承振动的变化。
3.1.6振动试验结论
通过以上5个单因子变量的调整，可以排除发电机氢气温度、机组真空度以及密封油温度这3个运行参数变化对5号轴承振动的影响。有功功率和无功功率对于5号轴承振动处有较小的影响，但并非主因，说明机组运行参数对于5号轴承振动的影响是较小的，影响振动的主因需要进一步排查。
3.2翻瓦检查
根据振动试验结果，判断影响振动的主要原因是机械结构部分，利用机组计划检修的机会对5号轴承处进行了翻瓦检查。因振动现象是缓慢抬升、并且日常运行过程中检查未曾听见汽轮机本体有明显异响及焦味，基本排除动静摩擦的可能。故本次翻瓦重点检查的内容是轴瓦瓦面磨损情况、钨金瓦面脱胎情况以及轴瓦与瓦枕的接触面情况。
3.2.1瓦面检查
翻出#5轴承后，对轴承表面钨金瓦进行仔细检查，发现上下瓦面均无明显碾磨痕迹，钨金面较完好，上瓦有破损（经核对2016年大修时已经存在该裂痕，为旧痕迹，并且长度深度均一致，未见裂痕扩大现象）。故判断该缺陷不是引起轴承振动变化的因素。
3.2.2瓦面及两侧渗透探伤检查（PT检查）
上下瓦翻出后，对于钨金瓦表面及两侧进行了渗透探伤检查,从探伤结果看出，5号瓦钨金瓦面表面情况完好，两侧有些许脱胎，但脱胎均为表面浅表层，不影响轴承的正常运行。
3.2.3轴瓦与瓦枕的接触情况
进一步对钨金瓦下底座吊出过程中，发现瓦枕与轴瓦接触的两块球面垫铁，在瓦枕尚未吊出的情况下已经可以用手摇动，吊出后进一步检查发现下瓦枕垫铁背部8颗内六角螺丝全部松开。
瓦枕垫铁的螺丝松动，导致轴瓦架在瓦枕上底部基础不牢固，将瓦枕螺丝完全固定好后，测量发现球面与瓦枕垫铁间有0.3mm间隙（回油孔下部0.3mm塞尺可塞透），判断该缺陷极有可能是引起5号轴承振动缓慢上升的主因。
4.处理情况
在检查出5号瓦枕垫铁松动后，在对瓦枕螺丝进行紧固后，对球面垫铁与轴瓦底部接触面进行了重新研磨，确保接触面积在75%以上的合格范围内，同时为了确保瓦枕背部内六角螺丝可靠性，在紧固螺栓时涂抹了螺纹紧固剂，防止长时间运行后背部内六角再次发生松动。
由于5号瓦处经过研磨，检修过程中对#5轴处高度始终打表监视，将瓦重新翻入后，发现整体转子的高度较修前有所下降，故需要对低发对轮以及发电机和励磁机的对轮重新进行找中心，重新找中心并调整完成后，整个检修工作结束。
原计划对汽轮机轴系进行加平衡块处理，因检查出轴承瓦枕背部固定螺栓松动，判断该缺陷与轴承振动上升有重要影响，故决定待开机过程中观察轴承振动的变化情况后再决定是否加平衡块。
4.1修后设备运行情况
在检修后机组的开机过程中，随着主机冲转，发电机并网后将负荷逐渐升高至于180MW，观察到#5轴承处振动值基本稳定在65μm左右。
并且后续在机组调整负荷的过程中，对5号轴承处振动进行持续观察，发现在最高时，振动值也在76μm以下（Y方向最高值75.87μm，机组负荷300MW）。相较于修前振动情况有了明显好转，故障消除成功。
5.结论
通过修前振动试验的分析以及检修过程中轴承翻瓦的情况，结合修后开机观察所得的主机轴承振动情况，可以判断瓦枕球面垫块背部内六角螺栓松动是本次引起#5轴承Y向振动大的主要原因。本次处理措施是将球面垫铁重新固定并研磨，确保钨金瓦与瓦枕接触面积符合要求，同时为了防止螺栓再次松动，在紧固螺栓时添加了螺纹紧固剂。
影响汽轮机轴承振动的因素有很多，但主要是可分为两个部分，①运行参数引起的振动变化；②汽轮机机械结构部分引起的振动变化。本次情况通过振动试验基本排除参数因素，主要还是机械机构部分引起振动变化。通过翻瓦检查最终确定了振动上升的主因，并成功消除缺陷，日常机组运行中还是应加强对各参数的监视，例如本次5号轴承处的缺陷就是通过数据分析判断得出，成功避免了设备缺陷的恶化，保障了机组的安全稳定运行。
参考文献
[1]王锐.浙能长兴发电厂350MW汽轮机振动分析与诊断[J].机电信息,2019,13:12-13.
[2]温景志.浙能长兴发电厂300MW亚临界汽轮机振动问题分析及处理[J].机械工程师,2018,12:117-118,121.