汽轮机本体安装影响大机振动的因素.doc
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1、汽轮机本体安装影响大机振动的因素汽轮机本体安装影响大机振动的因素山东电建二公司 张忠 马祥军 陈挺摘要:摘要:机组产生振动的原因是多方面的,涉及机组制造、安装、检修和运行各个方面,现以夏港电厂为例,主要从安装方面讨论引起汽轮发电机组振动的因素,并简单分析振动机理。汽轮机安装工作应掌握产生振动的原因及规律,提高安装质量,防止出现异常振动。关键词:振动;摩擦;汽轮发电机组;影响因素。关键词:振动;摩擦;汽轮发电机组;影响因素。江苏夏港 2330MW 工程#5 汽轮发电机组,为新型的亚临界、单轴、一次中间再热、双缸双排汽、凝汽式汽轮机,高压通流部分由 1 级单列调节级(冲动式)和 14 级压力级(反
2、动式)所组成。中压通流部分全部采用反动式压力级,分成 2 部分,共为8 级。低压缸采用双流反动式压力级,共 27 级。蒸汽从低压缸中部进入,然后分别流向二端排汽口进入下部凝汽器。因对称双流,故低压转子几乎没有轴向力。汽轮发电机为 QFS2-330-2 型双水内冷卧式发电机;采用水、水、空冷却方式,发电机的定子及转子绕组采用水内冷,定子铁芯及端部结构件采用空气冷却。汽轮发电机组轴系由高中压转子、低压转子和发电机转子组成,每个转子由两个轴承支撑。在安装过程中,针对本机组的结构特点,我们从以下几个方面来减小影响机组振动的因素。1、汽轮机基础与沉降观测、汽轮机基础与沉降观测众所周知,汽轮机基础质量的好
3、坏直接影响到汽轮机的安装质量。如果基础下沉或变形,会使基础台板与基础贴合不良。这样在运行时空负荷状态即出现振动,运行工况改变振动也变化,振幅不稳定。因此汽轮机基础除了要有足够的刚性还要定期进行沉降观测。现场选取 12 个沉降观测点,对#5 汽轮机基础进行观测,从记录结果看基础沉降均匀,对汽轮机中心不会产生太大影响。2、轴承座安装及轴承标高、轴承座安装及轴承标高轴承座几何中心与轴颈承力中心若不重合,轴颈承力中心沿轴向周期变化时,轴承几何中心与轴颈承力中心不重合而产生力矩,如果轴承轴向刚度不足将产生轴承的轴向振动。所以我们要增大轴承座的联结刚性,轴承座底面要与基础贴合严密,达到接触点达到 75%以
4、上,0.05mm 塞尺不入。另外,不管是汽轮机还是发电机转子,两端都是由轴承支撑的,如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内,则两端轴承的负荷分配就不合理。负荷较轻的一边,轴瓦内的油膜形成不好或者根本不能建立油膜,如果这样,极易诱发机组的自激振动包括油膜振动和汽流激振等;负荷较重的一边,轴瓦乌金温度肯定偏高,当轴瓦乌金温度达到一定值时,很容易产生碾瓦现象,从而引发机组的振动。根据本机组设计特点,在垫铁配制过程中,我们预先考虑了各轴承标高,分别留有预抬量,便于对轮中心的调整。对轮中心是将各转子连接成一个光滑的曲线,同时综合考虑了机组冷态安装及受热后膨胀的情况,避免单个轴承载荷过大。同时,由于本机组
5、低压前后轴承座坐落在汽缸上,机组真空和排汽缸温度的变化主要表现在对轴承座标高的影响上,因此我们在对轮中心达到设计要求后又将低压前后轴承预抬高 0.15mm,以满足运行时轴承负荷的要求。3、低压缸排汽口与凝汽器颈部焊接、低压缸排汽口与凝汽器颈部焊接低压缸体积大,刚性小,易变形,变形量如果过大,会引起机组中心不正,容易造成动静部分相互摩擦,从而引起机组振动。为最大程度的减小由于焊接引起低压缸的变形,在焊接过程中,我们在汽封洼窝处、低压缸四个脚支了 12 块百分表进行监视,确保低压缸变形量在容许范围之内。4、汽缸及缸内部套找中心、汽缸及缸内部套找中心汽缸中心偏差过大会使动、静部分不能保持同心1,从而
6、动静间隙不均,造成运行时蒸汽在圆周上不均匀泄露引起间隙自激振动。安装不当的还可引起动、静之间的摩擦。若碰磨发生在转轴处,则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。在安装过程中,依据夏港电厂#5 机组特点,我们考虑到机组冷态与热态膨胀时情况的不同,综合半缸与全缸状态下汽缸中心的变化,在冷态半缸的安装状态下,分别将汽缸及缸内部套相对于转子中心调整如下:相对低压转子中心,低压内缸低 0.13mm;端部外汽封(调阀端和电机端)高0.25mm。相对高中压转子中心,中压#1 静叶持环低 0.13mm;高压静叶持环低 0.13mm; 调节级喷嘴组及喷嘴室低 0.18mm;高压内缸低 0.18mm;高压排
7、汽侧平衡活塞低0.13mm;端部外汽封高 0.13mm实践证明,上述冷态安装数据在机组受热膨胀后转子与汽缸或静子的同心度基本保持一致。5、轴系连接的平直度和同心度、轴系连接的平直度和同心度转子水平放置时,由于自重,将产生静挠曲,所以机组各转子的中心线连线应在同一根光滑连续的曲线上;机组各转子中心线的连线虽成一根光滑连续曲线,但曲线的位置形状可以不同,这样要造成各轴承上的负荷不同。各转子连成一起后呈一连续的光滑曲线,方能保证整个转子平稳运行。这一条曲线可以按轴承的不同位置确定,这就是转子扬度的确定。当转子扬度确定后,汽缸纵向水平随之而定,各轴承负荷、转子受力、轴向力、临界转速也随之确定。此外,当
8、联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心、端面瓢偏、连接螺栓紧力明显不对称时,不论圆周和端面如何正确,当把连接螺栓拧紧后,都会使轴系不同心和不平直,还会使转子产生预载荷。当转子处于旋转状态时,轴系同心度和平直度会直接产生振动的激振力,引起机组的振动2。在夏港电厂#5 机安装过程中,经过现场测量,发电机转子汽端靠背轮晃度超标,达到 0.07mm。经分析,认为问题出在厂家来人在现场更换了一次小护环内的绝缘水管,小护环在复装时造成的质量不平衡,双水内冷发电机转子刚性较差,汽端靠背轮受影响较大,造成晃度过大。返厂后,在机床上重新对小护环进行热套,并旋转了一定角度,转子冷却后,晃度值
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