M701F4型機(jī)組#7瓦臨界轉(zhuǎn)速振動(dòng)分析及處理

1現(xiàn)象描述

某燃機(jī)電廠1號(hào)機(jī)組由一臺(tái)三菱M701F4型燃?xì)廨啓C(jī)、一臺(tái)NG9M701F49R型余熱鍋爐、一臺(tái)TC2F935.4型高中壓合缸/雙排汽/單軸再熱凝汽式汽輪機(jī)和一臺(tái)OFR948092921.5型全氫冷發(fā)電機(jī)組成。機(jī)組為同軸布置,設(shè)有8個(gè)支持軸承,燃機(jī)排氣側(cè)為#1軸承,發(fā)電機(jī)位于機(jī)組末端,汽端、勵(lì)端分別由#7軸承、#8軸承支撐,每個(gè)軸承有兩個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn),功率輸出方式為冷端輸出。機(jī)組開機(jī)、停機(jī)時(shí),#7瓦轉(zhuǎn)速在375r/min左右存在振動(dòng)逐漸增大的現(xiàn)象,且頻譜分析中以2倍頻為主。

2故障分析

2021年3月25日,對(duì)修前機(jī)組啟、停機(jī)及帶負(fù)荷運(yùn)行的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集,在3000r/min、1921r/min和368r/min轉(zhuǎn)速下,各瓦的振動(dòng)數(shù)據(jù)如表1、表2、表3所示,其中7Y測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖1所示。

3處理措施及建議

(1)將汽輪機(jī)低壓缸、發(fā)電機(jī)連接靠背輪的16顆螺栓脫開,螺栓s110螺桿直徑80mm,扭矩如表4所示。

(2)螺桿取出、損壞情況:

螺桿取出困難以及有拉毛磨損的有:1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、7號(hào)、13號(hào)、16號(hào):螺桿取出比較容易,不存在拉毛的有:4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)、11號(hào)、12號(hào)、14號(hào)、15號(hào)。

1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、13號(hào)、16號(hào)螺栓均存在咬死情況,螺桿取出困難。通過千斤頂加銅棒敲震取出,取出時(shí)前半段銷子不存在拉毛情況,后半段螺桿銷子拉毛,如圖2所示。

(3)機(jī)組修前聯(lián)軸器找中心數(shù)據(jù)如表5所示。

(4)機(jī)組復(fù)裝情況:

1)低發(fā)對(duì)輪螺栓更換兩個(gè)咬損的螺母后,其余打磨修理后復(fù)裝。緊力以第一個(gè)螺栓達(dá)到額定拉伸長(zhǎng)度的扭矩為標(biāo)準(zhǔn),均達(dá)到8500Psi。

2)低發(fā)靠背輪對(duì)中數(shù)據(jù)如表6所示。

(5)修后機(jī)組振動(dòng)情況:2021年10月24日至10月25日#1機(jī)組開機(jī),對(duì)C修后啟、停機(jī)時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集。機(jī)組兩次啟停過程中,振動(dòng)重復(fù)性良好。正常帶負(fù)荷運(yùn)行的振動(dòng)數(shù)據(jù)如表7所示,7y帶負(fù)荷運(yùn)行的振動(dòng)趨勢(shì)如圖3所示,發(fā)電機(jī)振動(dòng)較小且平穩(wěn),以1倍頻為主,1倍頻相位穩(wěn)定。

7X、7y振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化趨勢(shì)分別如圖4、圖5所示,可見振動(dòng)波動(dòng)主要發(fā)生在啟停機(jī)階段,存在兩個(gè)波峰。最大振動(dòng)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速為1980r/min(二階臨界轉(zhuǎn)速),高于該轉(zhuǎn)速則振動(dòng)立即下降,振動(dòng)分量以1倍頻為主,是典型的轉(zhuǎn)子過臨界不平衡現(xiàn)象。1980r/min轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)數(shù)據(jù)如表8所示。

7X、7Y在367r/min處存在第二個(gè)波峰,此時(shí)1倍頻分量很小,以2倍頻分量為主,如圖6、圖7所示,該轉(zhuǎn)速下振動(dòng)數(shù)據(jù)列表如表9所示。本次測(cè)量還采集了#7瓦振數(shù)據(jù),如圖8所示。

#7瓦重點(diǎn)轉(zhuǎn)速下振動(dòng)情況修前、修后對(duì)比如表10所示,可見C修大幅降低了過副臨界轉(zhuǎn)速367r/min時(shí)的峰值振動(dòng),整個(gè)啟機(jī)過程中#7瓦振動(dòng)情況相比于修前都有所改善。

4結(jié)語

該機(jī)組在正常帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí),振動(dòng)情況良好,振動(dòng)相位穩(wěn)定,說明轉(zhuǎn)子整體連接、支撐及動(dòng)平衡狀況較好。此次處理過程中,修前對(duì)中數(shù)據(jù)偏差較大和靠背輪螺栓緊力不足是造成#7瓦在副臨界轉(zhuǎn)速振動(dòng)大且2倍頻分量高的主要原因。#7瓦修后啟機(jī)振動(dòng)曲線變化趨勢(shì)與修前一致,存在兩個(gè)明顯波峰,對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速分別為367r/min和l980r/min。前者主要是由于過副臨界轉(zhuǎn)速(第一階臨界轉(zhuǎn)速755r/min的一半),存在明顯2倍頻振動(dòng),后者1980r/min為第二階臨界轉(zhuǎn)速,以1倍頻為主,過臨界通頻振動(dòng)121μm,仍在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)[5]。接下來在機(jī)組運(yùn)行過程中將繼續(xù)跟蹤,重點(diǎn)監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)情況,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)分析、處理,以保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。