国产300MW汽轮机4号轴承不稳定振动问题研究
晋风华 ，李录平 ，胡幼平 ，张国忠 ，唐月清 ，徐利东 ，甘伏泉
(1长沙理工大学，长沙410077；2湖南湘潭电厂，湘潭411100)
摘要：在对国产300MW 汽轮机低压转子与轴承系统的结构特点分析基础上，结合大量现场试验研究，分析了300MW汽轮机4号轴承不稳定振动的特点。主要从真空变化、轴封蒸汽参数变化以及负荷、轴承标高等的变化对4号轴承不稳定振动的影响加以分析，总结了引起4号轴承不稳定振动的原因，并提出了控制4号轴承不稳定振动的运行与维护措施。
关键词：300MW汽轮机组；低压转子；4号轴承；不稳定振动
分类号：TK268 文献标识码：A 文章编号：1001-5884(2006)05-0376-03
Disquisition on the Problems of No．4 Rotor—Bearing Unstable Vibration
of Domestic 300MW Turbine Units
JIN Feng—hua ，LI Lu—ping ，HU You—ping ，ZHANG Guo—zhong2，
TANG Yue—qing ，XU Li—dong／
，GAN Fu—quan
(1 Changsha University of Science&Technology，Changsha 410077，China；
2 Hunan Xiangtan Power Plant，Xiangtan 41 1 100，China)
Abstract．In this disquisition，on the basis of the analysis of the structure characteristic of Lp rotor an d bearing system of
domestic 300MW turbine units，the characteristic of No．4 rotor—bearing unstable vibration of 300MW turbine units is ana—
lyzed combined with a great deal of local test．The analysis of the influence on the unstable vibration is concentrated on the
change of the vacuum、gland seal steam parameters、load and the elevation of the bearing．At the same time the origins of
the unstable vibration of No．4 rotor—bearing is summarized and relevant measures for running and maintenance to control the
unstable vibration is also put forward．
Key words：300MW turbine units；LP rotor；No．4 rotor—bearing；unstable vibration
0 前言
国产300MW 汽轮机是在引进美国西屋公司技术的基础上，经过多次技术改进后形成的特定机型。当前，国产300MW 汽轮机组多数采用双缸(高中压合缸)、双排汽、轴系四支承结构(见图1)，汽轮机转子由4个轴承支撑，3号、4号轴承座于低压缸上。
图1 300MW汽轮机组轴系结构示意图
经过多年现场试验研究和理论分析，发现该型机组由于其自身的结构特点，极易产生低压转子振动不稳定的问题。
例如，某国产300MW汽轮机组自安装投运以来，就存在低压转子振动不稳定问题，2001年下半年连续高负荷运行一段时间后，发现在200MW左右负荷运行时，低压转子两端轴振和瓦振较大，4号轴承处转轴水平振动有时超过lO01zm，4号轴动Ⅲ达 Q丛 ，且 运行参数变化反应十分灵敏。
类似这种国产300MW汽轮机4号轴承不稳定振动问题在国内的三门峡电厂、华能德州电厂、大唐张家口电厂等多家电厂中出现过，振动特征具有较多的共同特点 。
1 300MW 汽轮机低压转子与轴承系统的结构特点分析
这种国产300MW 汽轮机组的低压转子轴承(3号和4号轴承)坐落在低压缸的下半两端，轴承的下瓦呈悬臂梁结构(见图2)。低压缸为焊接双层缸结构，内缸下半水平中分面法兰四角各有一只猫爪搭在外缸上，支持整个内缸包括所有隔板的重量。低压缸的结构尺寸很大，为便于运输，低压外缸沿轴向分为三段，用垂直法兰螺栓联接，现场组装后再密封焊接。低压外缸四周的支承台板放在成矩形布置的基架上，承受整个低压部分的重量，盘车箱通过垂直法兰螺栓联接在低压后轴承箱上，盘车箱台板与低压外缸台板连为一体。轴承箱布置在低压外缸下半的两端，以外伸梁的形式“悬”在低压缸内，靠筋板加固。因此，低压缸的结构有如下


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国产300MW汽轮机4号轴承不稳定振动问题研究



)温处理，在排汽温度低的情况下，排汽与轴封蒸汽换热加剧，使轴封蒸汽温度下降，部分蒸汽凝结成水进入轴封，导致振动。因此，在机组小修时，可在轴封蒸汽管道上加隔热套管。同时，确保轴封疏水管道的畅通。
(4)该机低压转子不稳定振动主要还是由于低压转子支撑刚度低引起的，因此可考虑对低压转子支撑结构进行改进，加装紧固装置。
3．2 运行措施
机组运行中，由于低压转子两端轴振和瓦振随轴封压力、温度、凝汽器真空及机组负荷等变化而变化，应密切注意如下问题：
(1)机组冲转前应充分暖机；
(2)抽真空和冲转阶段，应密切监视低压转子的振动，避免发生动静摩擦；
(3)在机组带负荷运行时，密切监视凝汽器的真空和排汽温度。若在高真空工况出现机组异常振动时，可适当降低一点真空值(通过减小循环水的流量来实现)或适当提高一点排汽温度(高于45℃)。同时，在机组运行过程中，应避免凝汽器的真空、排汽温度大幅度波动。
(4)若机组在运行中4号瓦突发不稳定振动，可以适当提高润滑油的压力或降低润滑油温度，以提高油膜的刚度；或适当提高轴封蒸汽的参数，降低轴封中蒸汽的带水量。
4 结论
本文在现场试验的基础上．研究了国产300MW 汽轮机组4号轴瓦不稳定振动现象。通过大量的现场试验和理论分析结果表明，导致机组产生这种不稳定振动的原因是多方面的，其中低压缸刚性不足，是导致4号轴承不稳定振动的根本原因。另外，由于凝汽器真空、排汽温度和润滑油参数等的变化，使4号轴承油膜支承刚度发生改变，也会导致轴承振动的大幅变化。低压汽缸的动态跑偏以及4号和5号瓦热态标高差会造成轴系在运行中低压转子一发电机中心的变化，这也是影响4号瓦振动的重要因素。还有，此类型汽轮机组轴系结构本身存在的缺陷也造成运行中的低压转子稳定性差，引起不稳定振动。为了控制或消除上述不稳定振动，提高该型机组运行的安全可靠性，应从设计、制造、安装(检修)、运行等方面采取综合措施。
参考文献
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