（浙江省电力建设有限公司）
摘要：某50MW汽轮发电机组冲转过程中，轴瓦振动大导致跳机。通过对振动数据的测试及分析，判断为启动过程中，转子与汽缸膨胀不同步，导致动静碰磨。此后对汽轮机动静间隙进行调整、优化启动方式，振动问题得以解决。
关键词：汽轮发电机组；振动；动静碰磨；启动方式
汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰磨是运行中常见故障，随着现代汽轮机动静间隙变小，碰磨的可能性随之增加。碰磨使转子产生非常复杂的振动，是转子系统发生失稳的一个重要原因，轻者使机组出现强烈振动，严重的可以造成转子永久性弯曲，甚至使整个轴系毁坏。某发电厂6号机组为HNG71/63型高温高压、单轴、1级可调整抽汽、背压式、反动式汽轮发电机组。汽轮机转子支撑在2只轴承上，支撑轴承为可倾瓦结构轴承，推力轴承设在1号轴承座内，属于金斯伯利轴承。盘车装置位于2号轴承座上。汽轮机和发电机采用刚性联轴器连接。基于此，本文对相关内容进行了详细探讨。
1.振动情况说明
2018年2月28日6号汽轮机在定速3000r/min4小时后轴向位移，各瓦振动，汽机膨胀，上下缸温差等参数均正常，且显示胀差有向小变化趋势。14:27汽轮机#2瓦出现第一次异常振动，最大上升至33μ，同时发电机前后瓦振动也出现上升最大至104μm，并在15min后振动恢复正常；14:51机组进行电气试验，励磁电流升至20A，15:04升至77A，15:21升至132A，15:25升至505A，15:28升至653A，期间各瓦振动未发生异常；15:38汽轮机#2瓦振动再次出现快速上升，同时发出降速指令，并通知进行就地检查，在降速过程中，由于振动值上升过快。15:43汽轮机#2瓦振动上升至141μm，触发振动保护，汽机跳闸，在此期间膨胀与胀差无明显变化；
在惰走期间#1瓦振动快速上升，在转速325r/min时达到最大值252/269，整个惰走时间为8min，对比其他三台同类型机组，明显偏短，且转速从500到0下降速率突然增大，约为1min机组停运后投入盘车。16:37偏心从满量程200μm下降至105μm。17:53又缓慢上升至200μm，且#1瓦振动出现有规律性的波动，就地检查，未发现异常；经过近20小时左右盘车后，发现偏心没有下降趋势。
2.振动原因及分析
根据上述描述可知，汽轮机发生振动大时，进汽参数稳定，管道并无异常振动，发电机组并未并网带负荷，因此与不稳定扭矩、管道振动、扭频低频振荡等之间的关系不大。汽机冲转期间，润滑油系统参数稳定，且支撑轴承采用可倾瓦结构。按照稳定性优劣，各轴瓦排序为：可倾瓦、多油叶瓦、椭圆瓦、三油楔瓦、圆筒瓦。可知可倾瓦稳定性最好，结合其他三台同类型机组，并未发生油膜振荡现象，因此暂不考虑油膜振荡造成轴瓦振动过大。
汽机大闸后，汽机开始惰走，整个惰走过程时间约为8min（降至500r/min约7分钟）。对比其他三台机组时间，明显偏短。就地盘车投入后，开始3圈能听到明显异音，第4圈后异音消失。用钳形表实际测得为2.8A，其它三台同类型机组盘车电流为2.5A左右，在整个盘车过程中，电流保持稳定。在汽机惰走的过程中，#1瓦振动出现较快上升。机组盘车后，偏心又下降趋势，但很快又恢复至满量程。且1号轴瓦振动有规律性的波动，并对偏心信号进行检查，通过电压换算，数据超过该测点量程，由于缸温较高无法对偏心测点进行内部检查。盘车20小时后，偏心未有下降趋势。
汽轮机惰走过程中，机组振动及各项数据：
结合其他3台同类型机组冷态启动状况，均存在正常冲转条件下胀差过大需多次打闸闷缸待汽缸完全膨胀后方才冲转成功的现象。根据以上数据，可初步判断此次故障的原因为汽轮机转子与汽缸膨胀不同步，汽缸内部发生动静碰磨导致振动过大、触发保护值跳机，且转子可能存在弯曲。
3.原因确认及处理措施
3.1原因确认
观测各轴承温度变化情况，打开前轴承箱前部端盖，在转子头部架百分表，手动盘车360°，测得转子头部外圆跳动达到250μm，初步判断转子确实弯曲，准备进行下一步开缸。
打开汽缸上盖，打开各级持环、高压内缸、前后汽封，明显看到转子及持环多处发蓝，吊出各级持环后，发现转子各级叶轮于内缸及持环动静碰磨严重，特别是前汽封、平衡活塞这两处。仔细观察前汽封、高压内缸上部、前四级持环上部发现均有大面积碰磨痕迹，末级持环及后汽封未见明显碰磨，汽缸内部有大量金属碎末。确认汽轮机内部存在多处动静碰磨，且前汽封、平衡活塞处热态间隙偏小。
在转子轴头、推力瓦、#1瓦、前油档、中间汽封、中压持环、后汽封、#2瓦等处均架百分表，手动盘车，测得转子外圆跳动在中间汽封处最大为350μm。再次确认转子存在明显弯曲。
3.2处理措施
1.转子及受损部件返厂维修，制造厂适当放大通流间隙。
2.优化启动措施
机组采用滑参数启动，汽轮机冲转前应充分暖机。暖机需在速关阀、调节阀关闭、并且盘车已投入的情况下进行，有控制的开启排汽管路暖机旁路阀，使汽缸内压力缓慢升高，且一定要注意充分疏水，在汽缸内压力稳定后，打开排汽管路隔离阀。转子冲转后，通过控制调节阀开度，使机组转速稳定在低速暖机转速运转，低速暖机过程中，应对机组运转情况进行仔细检查，尤其注意上下缸温差、胀差及转子偏心。在冲动转子和低速暖机阶段，要充分注意疏水，待疏水排尽后，方可关闭疏水阀。此后分阶段使机组转速从低速暖机转速升至额定转速。
（启动曲线）
4.结束语
新建机组由于制造、安装、运行等原因易造成汽轮机振动过大。应高度重视汽轮机振动过大可造成的危害。针对这一故障，应加强对汽轮机各测点的观察，详细记录相关数据并进行深入分析，将有利于找出故障具体原因并制定处理措施。
参考文献：
1.李军、王春艳.200MW汽轮发电机组轴承振动异常原因分析及治理[J].吉林电力，2014（8）
2.孙艳秋.125MW汽轮机振动故障处理[J].江西能源，2009（1）
作者简介：李樊（1991.10-），助理工程师，浙江省电力建设有限公司，研究方向：汽轮机.