蒸汽轮机异常振动原因的分析和处理措施行业资料航海.pdf

蒸 汽 轮 机 异 常 振 动 原 因 的 分 析 和 处 理 措 施 在某大型合成氨装置中，合成气压缩机驱动机采用由意大利新比隆 公司设计生产的中压冷凝式蒸汽轮机。自 2002 年初到 8 月份．该汽 轮机振动逐渐增加，在同样工况下前轴承处振动由 25μm慢慢上升 至近 70μm，特别是在开停车过程中，前轴承处轴振动达125μm以 上，另外轴承座外壳振动和现场噪音也明显增大，严重影响机组本 身和整个合成系统的安全、稳定、高负荷运行。 1 汽轮机支承系统简介 合成气压缩机组汽轮机型号为 ENK32/45汽缸靠两侧的猫爪和后端两 侧的支板支承在后机架上，缸体后端两侧支板处各设一横销 ，缸体 前后两端下面中间部位各设一纵销 ，这样整个缸体的定位死点就处 于后端 ，开停车时缸体以后端为定位端向前膨胀或向后收缩。 汽轮机转子支承在前后径向轴承上，前后径向轴承分别安装在前后 轴承座 内，在前轴承座内还安装有止推轴承。汽轮机前轴承座安装 在前机架上． 四角由 4 个球形垫圈支承，球形垫圈 的高度可 由下部 的调整螺母调节 ，轴承座两侧各用 2 个 固定螺栓压紧 ，并且固定螺 栓都采取了防松措施。前轴承座两侧通过 2 根以汽缸前端伸出的悬 臂杆同缸体连接，当缸体向前膨胀时，悬臂螺杆也推动前轴承座在 球形垫圈上向前移动，为此在冷态安装时，轴承座固定螺栓不压死， 其头部同压板间预留有 0.02 ～0.03mm 的膨胀间隙 A。 为保证轴承座的左右方向定位，在轴承座的下方还设有一纵向导 销。 2 振动原因查找和分析 为查找合成气压缩机组汽轮机异常振动的原因。在 2002 年年度大修 前，多次对汽轮机进行全面检查，发现前轴承座的 4 个固定螺栓头 部同压板间有较大间隙，且分布不均匀，顺着汽轮机方向看，4 个螺 栓的间隙分别为：前左 0.50mm，前右 0.60mm，后左 1.10mm，后右 1.20mm. 。 汽轮机正常运行时， 由于轴承座受热膨胀，补偿了轴承座固定螺栓 头部同压板间冷态预留的膨胀间隙，二者 间应基本处于无 间隙状态。 由图l 可以看出，轴承座每侧 2 个固定螺栓都采取了连接点焊的防松 措施，因此螺栓不会自己松动退出。因此固定螺栓头部同压板间出 现较大间隙的原因只能是轴承座出现了下沉，轴承座与固定螺栓对 应处下移量大致等于该部位实际出现的间隙量。在前轴承座中，径 向轴承的安装位置靠近后端两个支承点，由于轴承座后端下沉量较 大，所以径向轴承实际下沉量要大于轴承座平均下沉量 （0.85mm）。 汽轮机前径向轴承随轴承座下沉，引起其上支承的汽轮机转子前端 下沉，转子下沉量大致等于前径向轴承下沉量。经查资料汽轮机前 轴封，平衡盘汽封及前几级叶轮汽封处径向间隙均为 0.20 ～0.40mm， 因此转子的下移量足以使转子前端同汽缸前汽封下部及前几级隔板 汽封下部产生磨擦，引起转子和汽缸振动，转子振动带动轴承座产 生振动。因汽缸质量较大，受影响相对小些。由于磨擦主要发生在 前端，所以转子前端及前轴承座振动升幅比后端要大。动静部件间 的磨擦和产生的振动也使现场噪音有所增加。 轴承座四角不均匀下沉，也破坏了轴承座中心线 同转子中心线的平 行状态 ，使径向和止推轴承瓦块工作状况变坏 ；另外轴承座带动转 子下沉，还使转子在汽缸 内的径向位置严重偏心，这些都是激起转 子振动的重要原因。 分析认为造成轴承座下沉的原因大致有 3 点：①球形垫下部与可调 支承螺母间磨损；②球形垫上部与轴承座下支承面间发生磨损；③ 可调支承螺母松动下移。 3 故障排除 2002 年大修中，把合成气压缩机组汽轮机检修重点放在前轴承座上。 将前轴承座吊出检查，发现四角支承系统中的 4 个可调支承螺母均 紧固良好。但是，轴承座下部支承面同球形垫接触处磨出 4 个深度 不同的环形凹坑，其深度为：前左 0.20mm，前右 0.40mm，后左 0.50mm，后右 0.80mm。检查前轴承径向瓦块和推力瓦块，均出现偏 磨。汽轮机缸体前端轴封、平衡盘密封、缸体前半部各级叶轮密封 的汽封齿被严重磨损。转子上镶嵌的前轴封齿，前几级叶轮的级间 汽封齿都严重磨损。 在开停车过程 中，汽轮机前轴承座要在其球形支承垫上前后移动， 但当轴承座下部支承面被球形垫磨出凹坑后，球形垫上部便有部分 嵌入 凹坑内，严重影响轴承座的前后正常滑动。 检修中，把前轴承座下部支承面精加工处理，消除凹坑，对下半缸