M701F4型機組#7瓦臨界轉(zhuǎn)速振動分析及處理

摘

要：某燃機電廠M701F4型燃機，在機組啟停機時#7瓦轉(zhuǎn)速在375r/min左右存在振動逐漸增大的現(xiàn)象，經(jīng)過多次檢查與處理仍不能消除。通過對變化趨勢的頻譜分析，振動以2倍頻為主。而產(chǎn)生2倍頻的原因有很多種，可能是轉(zhuǎn)子動靜部位有碰磨、靠背輪對中有偏差、螺栓緊力不均衡、軸瓦異常等，在檢修中逐一排查，確定主要原因進行處理后，機組在兩次啟停過程中，振動重復(fù)性良好。#7瓦修后的啟機振動曲線變化趨勢與修前一致，整個啟機過程中的振動情況相比于修前大有改善，滿足機組運行要求。關(guān)鍵詞：振動；2倍頻；趨勢；改善0

引言某燃機電廠1號機組由一臺三菱M701F4型燃氣輪機、一臺NG-M701F4-R型余熱鍋爐、一臺TC2F-35.4型高中壓合缸/雙排汽/單軸再熱凝汽式汽輪機和一臺QFR-480-2-21.5型全氫冷發(fā)電機組成。機組為同軸布置，設(shè)有8個支持軸承，燃機排氣側(cè)為#1軸承，發(fā)電機位于機組末端，汽端、勵端分別由#7軸承、#8軸承支撐，每個軸承有兩個振動測點，功率輸出方式為冷端輸出。機組開機、停機時，#7瓦轉(zhuǎn)速在375r/min左右存在振動逐漸增大的現(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，對修前機組啟、停機及帶負荷運行的振動數(shù)據(jù)進行了采集，在3

000r/min、1

921

r/min和368

r/min轉(zhuǎn)速下，各瓦的振動數(shù)據(jù)如表1、表2、表3所示，其中7Y測點的振動隨時間變化趨勢如圖1所示。3

處理措施及建議（1）將汽輪機低壓缸、發(fā)電機連接靠背輪的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、2號、3號、7號、13號、16號；螺桿取出比較容易，不存在拉毛的有：4號、5號、6號、8號、9號、10號、11號、12號、14號、15號。1號、2號、3號、13號、16號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）機組修前聯(lián)軸器找中心數(shù)據(jù)如表5所示。（4）機組復(fù)裝情況：1）低發(fā)對輪螺栓更換兩個咬損的螺母后，其余打磨修理后復(fù)裝。緊力以第一個螺栓達到額定拉伸長度的扭矩為標準，均達到8500Psi[2]。2）低發(fā)靠背輪對中數(shù)據(jù)如表6所示。（5）修后機組振動情況：2021年10月24日至10月25日#1機組開機，對C修后啟、停機時的振動數(shù)據(jù)進行了采集。機組兩次啟停過程中，振動重復(fù)性良好。正常帶負荷運行的振動數(shù)據(jù)如表7所示，7Y帶負荷運行的振動趨勢如圖3所示，發(fā)電機振動較小且平穩(wěn)，以1倍頻為主，1倍頻相位穩(wěn)定。7X、7Y振動隨轉(zhuǎn)速變化趨勢分別如圖4、圖5所示，可見振動波動主要發(fā)生在啟停機階段，存在兩個波峰。最大振動對應(yīng)轉(zhuǎn)速為1980r/min（二階臨界轉(zhuǎn)速），高于該轉(zhuǎn)速則振動立即下降，振動分量以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)速下的振動數(shù)據(jù)如表8所示。7X、7Y在367r/min處存在第二個波峰，此時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)速下振動數(shù)據(jù)列表如表9所示。本次測量還采集了#7瓦振數(shù)據(jù)，如圖8所示。#7瓦重點轉(zhuǎn)速下振動情況修前、修后對比如表10所示，可見C修大幅降低了過副臨界轉(zhuǎn)速367r/min時的峰值振動，整個啟機過程中#7瓦振動情況相比于修前都有所改善。4

結(jié)語該機組在正常帶負荷運行時，振動情況良好，振動相位穩(wěn)定，說明轉(zhuǎn)子整體連接、支撐及動平衡狀況較好。此次處理過程中，修前對中數(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)速振動大且2倍頻分量高的主要原因。#7瓦修后啟機振動曲線變化趨勢與修前一致，存在兩個明顯波峰，對應(yīng)轉(zhuǎn)速分別為367r/min和1980r/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，后者1980r/min為第二階臨界