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啤嶺機電設備（上海）有限公司
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  2. 軸承知識

某熱電廠50MW機組勵磁機軸承振動處理

2013-08-30

　　摘　要：通過對振動特征、規律的仔細研究，分析確定該故障是由于勵磁機旋轉整流器的絕緣板與螺栓連接緊力不足，造成絕緣板移動使軸瓦振動增大。通過上緊螺栓，解決了軸瓦振動大的問題。
　　關鍵詞：軸瓦振動；膨脹；絕緣板
　　一、故障現象
　　某熱電廠2號機系武漢汽輪機廠生產的50MW汽輪發電機組，型號：C50-35/3，單缸、單排汽，整個軸系由汽輪機轉子、發電機和勵磁機轉子組成，其間均為剛性聯軸器連接。發電機和勵磁機是兩軸三支撐形式。整個軸系布置如圖1所示。1號軸承座落在前軸承箱里；2、3號軸承座落在排汽缸上；4號軸承為落地軸承；5號軸承座落在勵磁機底座上。該機組自投產以來5瓦振動就0.05-0.06mm之間擺動，嚴重威脅機組安全運行。這次對該機組進行小修，對各瓦墊鐵、烏金吃合情況進行檢查，接觸面積達85%以上；軸瓦緊力在合格范圍內；各轉子對輪中心數據小于0.03mm。排除檢修方面引起軸瓦振動大原因。 
　　該機組小修完后開機，對5瓦振動數據如下表1：
　　在3000 r/min時5瓦基頻振動占通頻的80%以上，二倍頻與三倍頻都小于0.01 mm；用便攜式測振表測量5號軸承座，從瓦蓋至地面各結合面振動差值都小于0.03 mm，軸承座連接剛度不足可以排除；測量位置越靠近地面振動值越小，基礎共振可以排除。初步判斷為轉子動不平衡，做動平衡后各瓦振動如下表2。
　　機組帶滿負荷運行當天振動無變化，兩天后振動突然增大，將發電機解列維持3000 r/min時發現5瓦振動變化不大，數據見下表3。
 
　　機組停下后再次沖轉到3000 r/min振動數值和相位變化不大。 
　　二、振動故障診斷
　　1、振動類別
　　振動主要分量是基頻，按振動類別分為普通強迫振動。
　　2、軸承座剛度
　　轉子在次加重平衡后，機組啟動3000 r/min下振動不大說明兩點：一是該轉子經加重后平衡較好，激振力不大。二是軸承座剛度正常。   
　　機組小修后開機在3000 r/min時測量軸承座剛度在合格范圍內；基礎也不存在共振。由此推出軸承振動大，是由于機組帶負荷運行一段時間后轉子激振力突然增大產生。
　　3、激振力  
　　1）勵磁機轉子存在熱彎曲 
　　轉子經過平衡后帶滿負荷運行一天，軸瓦振動都在合格范圍內。機組帶負荷兩天后振動增大，軸瓦振動大后機組解列維持3000 r/min和停機后再次開機至3000 r/min振動幾乎不變。可以排除勵磁機轉子存在熱彎曲。
 　　2）轉子熱對中不好
　　發電機后軸承與勵磁機軸承都是落地軸承，遠離汽輪機和高溫管道，不存在較大熱源，排除軸承座受熱后標高變化引起轉子聯軸器對中不好。 
　　3）不平衡力
　　機組帶負荷一段時間后振動增大，停機后再次開機振動幾乎不變。得出勵磁機轉子受熱后部件有移動，并且部件移動后具有不可恢復性。
　　三、振動處理
　　通過以上分析，故障在勵磁機轉子上，通過查找圖紙發現該機組的勵磁機為無刷勵磁方式，旋轉整流器有兩張絕緣板，每張絕緣板通過6只螺栓連接在轉子中部的圓盤上。可能產生移動的只有這兩張絕緣板。見圖2所示。
　　當時推測機組帶負荷后勵磁機轉子受熱，螺栓膨脹系數大于絕緣板，連接的螺栓會伸長使絕緣板松動后產生位移。機組停下后將勵磁機外罩拿開，用套筒扳手緊這12個螺栓，發現全部螺栓都較松，每只螺栓都旋緊了100°左右，上緊螺栓后開機從新做動平衡，機組運行半年未出現軸瓦振動超標現象。 
　　四、結論和建議
　　后經調查該類型機組勵磁機都存在此相象。機組在廠家安裝時是冷態。當轉子受熱后，又在高離心力狀態下，使固定不太牢固的絕緣板產生移動。建議廠家將固定絕緣板中的每面6只螺栓任意對角選兩只，更換成定位螺栓。這樣即使螺栓有輕微松動，有定位螺栓限制絕緣板也不會移動。