1、汽輪發電機機組油膜振蕩綜合診斷與處理建議摘  要：針對某機組因油膜振蕩而導致跳機的問題，通過現場查、聽、檢與振動圖集及數據分析等方法，全面綜合地分析了故障的原因，并總結了相應的預防措施。為快速地判斷機組問題積累了珍貴經驗，該方法可以應用于現場油膜失穩振動故障診斷與處理。關鍵詞：油膜振蕩 浮動油檔 軸承瀑布圖 軸承比壓中圖分類號：TM311                文獻標識碼：A&#

2、160;           文章編號：1674-098X202109c-0089-04Abstract：Inviewoftheproblemofaunitjumping，thecauseofthefaultisanalyzedcomprehensivelyandcomprehensivelybymeansoffieldinspection，listening，inspection，vibrationatlasanddataanalysis，andthecorrespondingpre

3、ventivemeasuresaresummarized.Thismethodcanbeappliedtothediagnosisandtreatmentofoilfilminstabilityvibrationfaultsinthefield.KeyWords：Oilfilmoscillationfloating;Oillevelbearing;Waterfalldiagram;Bearingspecificpressure某機組25MW雙抽凝汽式汽輪機為高壓、單缸、單軸、雙抽汽、沖動冷凝式汽輪機，與鍋爐、發電機及其附屬設備組成一個成套供熱發電設備，用于聯片供熱或煉油、化工、輕紡等大中型企業

4、自備熱電站，以提供電力和提高供熱系統的經濟性。針對該機組運行過程中出現軸振突升引起跳機問題，通過現場聽、檢與分析主控參數等方法，診斷、去除了故障，總結了預防措施，為快速判斷機組問題積累了珍貴經驗1-2。1 機組的結構參數上述汽輪發電機組運行在出現了油膜振蕩故障，該機組由一臺汽輪機帶動一臺發電機，#1和#2軸承為汽輪機的軸承，為橢圓瓦。#3和#4軸承為發電機的軸承，#3軸承為橢圓瓦，#4軸承為圓柱瓦，但是#4在研磨和運行過程中可能已經變成了橢圓瓦;機組的一階臨界轉速大約為1164.2r/min見圖1。2 油膜振蕩事故過程和分析2.1事故過程概況機組在2021年7月下旬進行大修

5、，直到8月17日晚上啟機過臨界。2021年9月27日，機組開始出現半頻幅值增大的現象，解體后發現浮動油擋有些碰磨，軸徑被磨出溝狀磨痕，因此將浮動油擋取消掉。取消浮動油擋之后，再重新啟機，過臨界到達極限250m，無法過臨界。然后找相關機構做了動平衡，動平衡之后過一階臨界大約190m，3000r/min轉速下振動狀態也不好，維持運行;11月8日10：40左右機組跳機，#3軸承的半頻振幅大約300m。從機組振動在線監測和故障診斷系統TDM可以得到軸心位置圖、頻譜圖、軸系仿真圖，通過比較大修前和發生油膜振蕩時的這些圖和數據，可以得到有價值的信息，比方通過比照投產初期和發生油膜振蕩前的軸心位置圖，可以判

6、斷軸頸的位置是否逐漸上升，軸承的穩定性是否逐漸下降3-4。由圖2可知，發生油膜振蕩時，#3瓦X方向的半頻振幅到達大約300m，引起了機組的跳機。圖3清楚地顯示了隨著時間的變化，半頻渦動突然增大變成油膜振蕩。2.2油膜振蕩前#3軸的振幅擾動如圖3所示，在#3軸振發生油膜振蕩前，其軸振發生波動，后來發現是#1軸振振幅先逐漸增大見圖4和圖5。后來查找影響#1瓦軸振波動的原因，如圖6所示，發生投抽汽時#1振幅波動比#3瓦振幅波動要明顯。處理正常后，截至目前投抽氣對一瓦及三瓦幾乎沒有影響。投抽汽影響了距離最近的#1瓦，而#1瓦和#2都沒有發生油膜振蕩，但是#3軸承卻發生油膜振蕩。通過現場查看比較這4個軸

7、承的瀑布圖，可以發現#1瓦、#2瓦和#4瓦的穩定性比較好，因為這三個軸承都以1倍頻為主，根本沒有半倍頻，也就是沒有低頻，而#3在11月8日一直存在半頻成分，這種低頻成份是不穩定的，受到一定的擾動量之后就會失穩。所以投抽汽之后，雖然#1振幅波動大，但是#1沒有失穩，反而是#1的較大波動影響了#3，其在#1的擾動下因為穩定性差而發生油膜振蕩3-5。2.3運行參數對#3和#4瓦軸振影響如圖7所示，功率、真空、油溫變化時，對#3和#4軸承的影響不大。3 油膜振蕩事故處理建議初步判斷引起#3瓦油膜振蕩的外部因素是投抽汽引起了#1軸承的波動，1瓦軸振逐漸增大，而#3軸承本來就存在不穩定的半頻渦動

8、，當#3軸承受到#1軸振帶來的擾動越來越大時，#3軸承突然發生了油膜振蕩。比較這四個軸承的瀑布圖可以發現#3瓦的穩定性最差，而軸系的穩定性差是發生油膜振蕩故障的本質原因，因為軸承的標高、比壓、頂隙、側隙、油膜溫度和長徑比等因素對軸承的動力特性影響較大，出現油膜振蕩之后，一般都是對這些參數進行修改，另外也可以通過減小軸振到達減小軸承擾動力的作用5-8。具體措施如下。3.1根據標準調整軸系中心線，調整#3軸承標高，增加軸承載荷根據制造廠的標準來調整#3軸承標高，盡量使#3的載荷分配合理。建議在熱態下打表測量軸承標高的變化，跟制造廠商量確定軸系中心線。另外，冷態下對中的轉子在熱態下可能不對中，應該根

9、據實際情況預留冷態標高補嘗值。調整軸承標高時對現場來說，不但實施方便，而且工作量少、時間也短，經濟性最好。發電機轉子高于汽輪機轉子4絲，張口要求上張口，上張口標準02絲。3.2減小頂隙，增大側隙對于汽輪機和發電機使用的橢圓瓦軸承，最小間隙比等于頂隙除以軸承半徑，取值為11.5，#3軸承的軸頸直徑為280mm，頂隙應該在0.280.42mm之間。但是制造廠設計的#3軸承的頂隙是0.350.42mm，而廠里對#3瓦進行刮瓦之后，#3軸瓦的頂隙沿著軸向方向分布是0.55mm和0.52mm，明顯偏大不合格。軸瓦頂隙偏大會顯著減少上瓦的油膜力，降低軸瓦的預載荷，減小軸瓦的偏心率，使穩定性降低。建議修改#

10、3軸承的頂隙，盡量使其取頂隙范圍的較小值。3.3通過精細動平衡減小軸振通過精細動平衡可以盡量減小軸振，也就減小了軸頸對軸瓦的擾動力。建議找有相關精細動平衡的經驗的相關機構來處理。3.4減小軸承長徑比1目前大型旋轉機械的長徑比一般為0.50.8。制造廠設計的#3軸承的長度為225mm，直徑為280mm，長徑比的設計值為0.8034，這個設計值是偏大的，可以適當減小一些。2目前大機組軸瓦的比壓一般為1.21.6MPa，而200、300MW發電機軸承的比壓已提高到1.71.9MPa。根據軸承比壓等于軸承載荷除以軸承面積，#3軸承的面積等于0.063m2，如果不計聯軸器連接之后汽輪發電機組轉子的重量對

11、#3軸承載荷的影響，那么可以假設#3軸承的載荷為發電機轉子自重的一半，即8噸，計算得到正常情況下#3軸承的比壓為1.2444MPa，這個值應該是偏小的;如果將該發電機軸承的比壓取為1.7MPa，那么軸承長度應該為0.165m，應該將#3軸承長度減小0.06m。如果長度為0.165m，那么長徑比會減小到0.65，大約是大型旋轉機械的長徑比范圍的中間值8-10。4 現場處理方法4.1軸瓦頂隙取下線#3瓦頂隙取0.35mm，側隙取0.6mm。制造廠設計的#3軸承的單面側隙是0.50.6mm，而廠里對#3瓦進行刮瓦之后，#3軸瓦的左側側隙沿著軸向方向是0.7mm和0.45mm，右側側隙沿著軸

12、向方向是0.6和0.75，側隙大一點到可以接受8。制造廠設計的#4軸承，為圓柱瓦，要求頂隙0.7-1千分之，它的頂隙是0.420.56mm，而廠里對#4瓦進行刮瓦之后，#4軸瓦的頂隙沿著軸向方向分布是0.43mm和0.45mm，比設計值稍微大了一些，建議#4軸承的頂隙也取頂隙范圍的較小值。按照制造廠標準計算#4軸承的側隙為0.20.28mm。4.2提高潤滑油溫度由原來的37調到42，提高了5。4.3減少軸徑接觸角軸徑與軸瓦接觸由原來的60°調整到45°。5 處理結果處理完啟動振動正常，運行至今沒有在發生過油膜振蕩。修前#3瓦穩定性差，修后從頻譜圖上沒有出現軸瓦穩定

13、性不好的半頻譜。6 結論1出現油膜振蕩的主要原因是軸瓦穩定性差，半頻突然增高并具有傳遞性，由一個瓦振動迅速的擴展到其他瓦振動都到達跳機值，跳機。2由于機組沖轉暖機時間缺乏、機組膨脹不均勻、上下缸溫差大、動靜碰磨、進氣不平衡;這種不平衡力使軸徑在軸承內擾動過大，易產生油膜失穩故障。3軸瓦出現穩定性故障時，不好并不可怕，只要找到主要原因，從幾個方面處理，包括：減少接觸角、減少頂部間隙、增大比壓、降低基頻、加大負荷、提高潤滑油溫，軸瓦穩定性還是在現場可以解決的。參考文獻【1】施維新.汽輪發電機組振動及事故M.北京：中國電力出版社，1999.【2】郭延秋.大型火電機組檢修實用技術叢書：汽輪機分冊M.北京：中國電力出版社，2021.【3】曲慶文，馬浩，柴山.油膜振蕩的特征及判別方法J.機械科學與技術，2000，191：91-93.【4】余占江，張雷，楊建橋，等.汽輪發電機軸承振動超標原因分析及解決措施J.電力平安技術，2021，209：24-28.【5】王頂峰.汽輪發電機振動異常診斷及處理J.能源技術與管理，2021，425：127-129.【6】唐貴基，向玲，朱永利.基于HHT的旋轉機械油膜渦動和油膜振蕩故障特征分析J.中