M701F4型机组#7瓦临界转速振动分析及处理

1现象描述

某燃机电厂1号机组由一台三菱M701F4型燃气轮机、一台NG9M701F49R型余热锅炉、一台TC2F935.4型高中压合缸/双排汽/单轴再热凝汽式汽轮机和一台OFR948092921.5型全氢冷发电机组成。机组为同轴布置,设有8个支持轴承,燃机排气侧为#1轴承,发电机位于机组末端,汽端、励端分别由#7轴承、#8轴承支撑,每个轴承有两个振动测点,功率输出方式为冷端输出。机组开机、停机时,#7瓦转速在375r/min左右存在振动逐渐增大的现象,且频谱分析中以2倍频为主。

2故障分析

2021年3月25日,对修前机组启、停机及带负荷运行的振动数据进行了采集,在3000r/min、1921r/min和368r/min转速下,各瓦的振动数据如表1、表2、表3所示,其中7Y测点的振动随时间变化趋势如图1所示。

3处理措施及建议

(1)将汽轮机低压缸、发电机连接靠背轮的16颗螺栓脱开,螺栓s110螺杆直径80mm,扭矩如表4所示。

(2)螺杆取出、损坏情况:

螺杆取出困难以及有拉毛磨损的有:1号、2号、3号、7号、13号、16号:螺杆取出比较容易,不存在拉毛的有:4号、5号、6号、8号、9号、10号、11号、12号、14号、15号。

1号、2号、3号、13号、16号螺栓均存在咬死情况,螺杆取出困难。通过千斤顶加铜棒敲震取出,取出时前半段销子不存在拉毛情况,后半段螺杆销子拉毛,如图2所示。

(3)机组修前联轴器找中心数据如表5所示。

(4)机组复装情况:

1)低发对轮螺栓更换两个咬损的螺母后,其余打磨修理后复装。紧力以第一个螺栓达到额定拉伸长度的扭矩为标准,均达到8500Psi。

2)低发靠背轮对中数据如表6所示。

(5)修后机组振动情况:2021年10月24日至10月25日#1机组开机,对C修后启、停机时的振动数据进行了采集。机组两次启停过程中,振动重复性良好。正常带负荷运行的振动数据如表7所示,7y带负荷运行的振动趋势如图3所示,发电机振动较小且平稳,以1倍频为主,1倍频相位稳定。

7X、7y振动随转速变化趋势分别如图4、图5所示,可见振动波动主要发生在启停机阶段,存在两个波峰。最大振动对应转速为1980r/min(二阶临界转速),高于该转速则振动立即下降,振动分量以1倍频为主,是典型的转子过临界不平衡现象。1980r/min转速下的振动数据如表8所示。

7X、7Y在367r/min处存在第二个波峰,此时1倍频分量很小,以2倍频分量为主,如图6、图7所示,该转速下振动数据列表如表9所示。本次测量还采集了#7瓦振数据,如图8所示。

#7瓦重点转速下振动情况修前、修后对比如表10所示,可见C修大幅降低了过副临界转速367r/min时的峰值振动,整个启机过程中#7瓦振动情况相比于修前都有所改善。

4结语

该机组在正常带负荷运行时,振动情况良好,振动相位稳定,说明转子整体连接、支撑及动平衡状况较好。此次处理过程中,修前对中数据偏差较大和靠背轮螺栓紧力不足是造成#7瓦在副临界转速振动大且2倍频分量高的主要原因。#7瓦修后启机振动曲线变化趋势与修前一致,存在两个明显波峰,对应转速分别为367r/min和l980r/min。前者主要是由于过副临界转速(第一阶临界转速755r/min的一半),存在明显2倍频振动,后者1980r/min为第二阶临界转速,以1倍频为主,过临界通频振动121μm,仍在标准允许的范围内[5]。接下来在机组运行过程中将继续跟踪,重点监视机组振动情况,发现异常及时分析、处理,以保障机组安全稳定运行。