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摘要：随着我国发电厂的快速发展，给水泵为发电厂做出了很大贡献。文章通过对某发电厂2号机给水泵汽轮机B振动异常情况进行分析诊断，判断振动故障原因为滑销系统卡涩导致汽缸左右侧膨胀偏差大，汽封套变形等引起的动静碰磨故障，通过对汽缸底部立销进行加固，增加汽缸膨胀监视装置，检查清理滑销系统和动平衡等手段，最终将汽轮机轴振降低至40μm以下，为该型汽轮机提供了典型故障样本，可为同类型机组振动故障诊断处理提供借鉴。
关键词：给水泵；汽轮机；振动；故障诊断；处理
引言
目前，大部分发电厂的给水泵均采用汽轮机拖动。相比于电动机拖动而言，汽轮机拖动给水泵可减少厂用电，提高机组的热效率，提高给水泵运行的可靠性及减少投资额。给水泵汽轮机的稳定运行，直接关系到整个发电机组安全及高效运行。
某发电厂2号机组为630MW超临界汽轮机，配置二台50%容量汽动给水泵组，给水泵汽轮机为杭州汽轮股份有限公司引进西门子公司技术设计、制造的NK63/71/0型，单侧进汽、单缸、单轴、反动式、纯冷凝式汽轮机，小机与给泵之间用鼓形齿式联轴器连接，配备油涡轮盘车装置，所有汽轴封均采用J型齿镶嵌汽封。汽缸膨胀指示器装在汽轮机前支座上，由指针直接指示汽缸的绝对膨胀量，正常情况下，汽轮机滑销系统能保证汽缸有导向的自由热膨胀，指示器指针的移动是连续的，若起动过程中某处滑销卡涩，则指针移动出现滞止或突跳。
1振动情况
2016年1月份2号机组启动后，给水泵汽轮机B前轴承振动明显增大，平均振幅由修前40μm增大到70μm，且运行中多次出现振动值异常变化，振动异常时幅值会迅速升高并超过报警值，甚至达到小机遮断值，造成小机跳闸，2016年1月至8月，该汽轮机共出现7次振动报警，2次振动超过120μm跳闸值，严重影响机组安全运行。
2设备解体检查情况和振动原因分析
2016年7月在2B小机启动过程中，在汽缸周围架设8只百分表，对汽缸各处膨胀进行监测，检测数据表明汽缸左、右轴向膨胀相差1.18mm，径向膨胀相差0.54mm，汽缸右侧的膨胀明显受到阻碍，汽缸膨胀的总量也明显偏小。
2016年9～12月2号机组大修中对2B给水泵汽轮机进行大修，发现以下几个问题：
（1）前轴封严重磨损，左右两侧间隙值相差1mm，左侧间隙为0.5mm，右侧间隙为1.5mm。
（2）平活塞汽封齿严重磨损，平衡活塞汽封套变形，椭圆度达到1.4mm。
（3）转子弯曲度比上次检修有所增加，最大弯曲值0.05mm（上次检修为0.02mm），最大弯曲部位在前轴封处，转子前端有较明显的翘头现象，分析可能是前轴封与转子发生动静碰磨所致。
（4）汽缸前端右侧猫爪横销严重锈蚀，卡在槽内无法取出。
综合以上几点，我们认为这是一起较为典型的因汽缸膨胀受阻导致动静碰磨，引起机组振动的故障，动静碰磨的部位主要有两个，一个是汽缸膨胀受阻导致的前轴封碰磨，一个是平衡活塞汽封套变形导致的汽封碰磨。
3振动故障处理
（1）汽缸膨胀监测装置过于简陋，仅在前轴承座台板上固定了二个钢直尺，监视不便，也无法进行历史数据分析。为有效监测汽缸膨胀情况，我们在汽缸前端安装4只CIJ13500型电涡流位移传感器，测量汽缸的轴向、径向膨胀量。CIJ13500型电涡流位移传感器的测量精度为0.01mm，数据可接入DCS系统，可以进行远方在线监测，也可以进行历史数据分析，为设备状态检修提供依据。
（2）汽缸滑销系统的结构刚度较差，一般汽轮机汽缸前端的定位方式都是前轴承座依靠底部纵销与基础台板定位，汽缸前端依靠立销与轴承座定位，而NK63/71型汽轮机的汽缸与前轴承座分别依靠立销和纵销与基础台板单独进行定位，且滑销有一个高度560mm的底座。这样的结构存在二个问题：一是滑销底座在外力作用下会产生一定的弯曲变形；二是轴承座与汽缸的位移量会出现累加现象，导致动静间隙变化量大。对此我们进行了现场试验：在3.5吨的横向推力下，汽缸与轴承座之间相对位移达到0.25mm。汽轮机膨胀受阻所产生的作用力肯定远大于3.5吨，所以该型汽轮机在汽缸膨胀受阻时更容易产生动静碰磨。
（3）滑销系统卡涩的问题。汽缸前端右侧猫爪横销卡涩的主要原因是安装和检修质量问题，但也存在一些客观原因，需要我们加以注意：a.滑销配合间隙较小，制造厂规定猫爪横销的配合间隙为0.01～0.03mm，不仅加工困难，也容易产生卡涩，已将此标准修改为0.03～0.05mm；b.轴封汽调节不方便导致前轴封漏汽大，前、后轴封汽合用一只手动截止阀进行调节，且阀门布置在半空中，操作很不方便，在机组变工况时运行人员很难做到及时调整，为了保证后轴封不漏真空，一般都会维持较高的轴封汽压力，导致前轴封漏汽，漏汽形成的凝结水会造成前猫爪横销锈蚀；c.从我们了解的情况看，与2B小机同时期发生振动的同型汽轮机，其原因都是猫爪横销卡涩，这很难用巧合来解释，我们分析可能是与该汽轮机单侧进汽，汽缸左、右受力不平衡有关。
（4）平衡活塞汽封套变形的问题。查阅给水泵汽轮机历次检修的记录，平衡活塞汽封套均存在较大的变形量，与制造厂沟通后确认该机型平衡活塞汽封套变形是一个共性问题，主要是汽封套设计强度不足。同时该汽封套在汽缸内的定位方式较为特别，是依靠自身结构上的一个弹性结构进行自定位，没有任何定位销或键，所以发生变形后汽封套中心会发生很大的偏移，极易造成动静碰磨。汽封套变形的处理方式是高温回火去除热应力，再重新车削、镶齿，杭汽厂已将平衡活塞汽封间隙标准进行了修改，新标准的单侧间隙放大了0.5mm。
4处理后的情况
从2B给水泵汽轮机检修后，汽缸膨胀情况非常好，总膨胀量较修前增大了1mm以上，左、右两侧膨胀量基本一致。2017年1月机组启动后，2B给水泵汽轮机运行情况稳定，未再出现振动突变的情况，但前轴承振动仍偏大，最大振幅77μm，平均振幅60μm。振动分量主要为一倍频，振动幅值随转速升高而增加，且振动的重复性较好，具有较为典型的质量不平衡特征，分析原因为转子前轴封处弯曲所致。
结语
通过实例，分析了给水泵汽轮机发生间歇性振动的故障原因。根据振动发生的条件和表现特征，并给出了处理方法。
（１）发生此类间歇性振动故障，主要原因是由于间隙的调整不当、前轴承箱的负压过大、现场环境较差，导致油档密封齿间的油垢过多，转子之间的间隙逐渐减小，当振幅值大于间隙值时，就会发生碰摩或摩擦。
（２）此类间歇性振动故障的表现特征，是发生振动的间隔时间不固定，振幅值不会逐渐增大或者逐渐减小。
（３）清理油档处的油垢及杂质后，同时减小了排烟风机处的挡板开度，防止杂质再被吸入油档，从而消除了此类间歇性的振动故障。
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