劉林

（卓微科技）

機組及故障情況：

某電廠1號汽輪機于2010年10月份進行大修，11月份結束大修開始運行，啟機及運行過程中發現6號軸承（發電機靠勵磁機端）軸向振動很大（振動位移由上次運行時的70um增大到181um）。

此汽輪機組無中壓缸，結構如上圖所示。此圖Z右端還有一個勵磁機，有7#和8#兩個滑動軸承支承，圖中未畫出。

此機組裝有本特利3500振動與保護監測系統，在六瓦裝有兩個成90度夾角安裝的電渦流振動位移探頭測量大軸徑向振動，一個垂直方向的電磁式振動速度探頭測量軸承座的蓋振。

此外，六號軸承X及Y方向安裝的大軸振動探頭長期以來因為受到電磁干擾，其振動值一直很高，蓋振信號不能提供振動時域與頻譜分析；另外，此機組在六號軸承二年前因為徑向振動增大曾經做過現場轉子平衡處理，在發電機轉子兩端加重平衡后結果見下表：

表1

從上表可以看到，二年前現場動平衡處理后，轉子平衡有明顯的效果。

振動原因分析：

沿垂直方向從低到高測量6瓦的軸向振動及水平振動，數據見下表：

表2

對6瓦處的基礎情況測量如下表：（以松動腳為測點）

表3

從表3可以確認6瓦處存在基礎松動故障，松動面是臺板與基礎之間。表2的振動分布規律也符合基礎松動的故障特征（注：并且可以看出軸向松動比水平方向松動更加明顯）。

6瓦軸向振動增大的原因是因為基礎松動導致軸承座支撐剛度下降所致，還是由軸承座支撐剛度下降與振動干擾力增大綜合作用所致，或還有其它振動源疊加綜合作用？這對故障處理有重要作用。因此，對6瓦振動與工況、運行環境等關聯關系；相鄰的5瓦（發電機靠近低壓缸端）和7瓦（勵磁機靠發電機端）的振動信號進行了進一步測量。

由廠內技術人員所述：機組在定速運行九分鐘，中間打閘試驗后并網加負荷運行（2010.11.14 00：37加勵磁），運行后6瓦振動慢慢增大。后來發現有基礎松動的現象，與五日后（2010.11.19 16：40：34）緊固松動處的螺栓，緊固螺栓后振動略有下降。

對加勵磁前后、堅固松動螺栓前后振動情況測量并列表比較如下：

表4

另外，比較轉子平衡后振動、停機前振動、當前振動的1X情況如下表：

表5

從表4加勵磁前后的變化情況來看，1X振幅和相位基本沒變化，從頻譜中可以看出增大的頻譜為2X，4X，6X，8X….，是一個典型的電磁干擾現象，所以真實的振動可以參考加勵磁前的頻譜，振動的變化量也主要考慮1X的變化量，扣除干擾信號量后，6瓦的大軸振動與5瓦的大小接近，所以整個振動信號在各點各方向的值都主要考慮1X的振動信號。

從表4緊固螺栓前后振動對比來看，緊固螺栓后1X振動量又回到加勵磁前情況，說明加勵磁后到緊固螺栓前1X振動量的增大是因為松動量緩慢增大所致。 

從表5中可以看出轉子平衡后振動、停機前振動、當前振動的1X情況很接近，說明轉子的平衡情況一直比較穩定，沒有明顯增加的不平衡力。

從上面二表的分析中可以基本排除發電機轉子熱彎曲、轉子裂紋故障（注：不平衡力的增加也排除了）。

另外，軸承部件共振也可能導致軸向振動大。但共振表現形式為進入共振頻率區時振動突然增大，而現場人員反映軸向瓦振動與轉速關系明顯、與負荷末發現明顯關聯，故此共振也基本排除。（因為機組處于定速運行，此結論無測量數據支持，要確認此故障可以變轉速運行測量瓦振振動值來確認）。

相鄰的5瓦（發電機靠近低壓缸端）和7瓦（勵磁機靠發電機端）的振動信號比較如下表：

表6

從相鄰軸承座信號可以看出6瓦的軸向振動與相鄰點振動沒有相關性。（注：7瓦的軸向振動也很大，但其信號特征為單純的2X，與6瓦軸向信號特征為單純的1X完全不同，因此，兩信號之間沒有什么相關性，因此排除了聯軸器安裝中的不對中等故障。通過確認勵磁機的電極數，估計7瓦的2X振動的信號是由電磁力產生）

結論及處理建議：

從以上振動原因分析可以看出6瓦軸向振動大的原因是由基礎松動導致軸承軸向支撐剛度下降所致。因此，對故障的處理建議是處理基礎，提高軸承支撐剛度。另外，也可以通過轉子動平衡減少激振力從而減小軸向振動（注：因為已經做過一次動平衡，因此通過轉子動平衡的方式來減少軸向振動的效果估計不會太大）。

此外，7瓦處的大振動并非是由6瓦傳遞過來的振動引起。從信號來看，是和電磁力相關，請檢查相關的電磁相關原因。

Z后反饋：

停機維修拆機后，發現6號軸承下基礎和臺板之間的隔板碎裂。7瓦處的軸瓦內表面出現過大電流形成的三個燒蝕洞，其中一個很大。

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