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摘要：汽轮机和发电机是动力装置的重要组成部分，而转子是其主要工作部件，通过对转子振动进行诊断，保证其正常运行，减少事故发生率，具有重要意义。本文在阅读了大量关于转子振动资料的基础上，对广东粤华发电有限公司上汽300MW汽轮发电机组所出现的难以处理解决的振动问题进行分析及处理。对指导汽轮发电机组的运行与维修具有重要的实用价值。
关键词：振动；频谱；维修
1 概述.
广东粤华发电有限公司黄埔电厂（以下简称黄埔电厂）#5、#6主机均为上海汽轮机厂（以下简称上汽厂）N300―16.7/537/537—3型汽轮机，为合缸亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机，#1、#2轴承为落地式支承，#3、#4轴承坐落在低压排汽缸上。发电机由上海汽轮机集团电机厂制造，型号QFSN-300-2-200，发电机转子由#5和#6椭圆轴承支撑，轴瓦座落在发电机大端盖上。轴系临界转速为高中压转子1679r/min，低压转子1753r/min，发电机转子1399r/min（一阶），3406r/min（二阶）。
在过去的几年里，解决了#5机#3、4瓦振大瓦振大等重大难题，为机组的安全运行打下了坚实的基础。#5机#3、4瓦振大的问题已有4年多时间，经过全国多位著名的振动专家的现场指导处理都没有解决的情况下，我厂依靠自身的人员力量一举将此疑难问题彻底解决，令人鼓舞。在四台机组的振动分析及现场处理中，本厂积累了较为丰富的技术经验及大量的技术数据，对其它厂也有很好的借鉴作用。现将#5机#3、4瓦振大的问题处理情况进行论述。对指导汽轮发电机组的运行与维修具有重要的实用价值。
2 #5机#3、4轴承的振动及处理
#3、4轴承箱由于与直接与低压外缸相连，为非落地悬臂式轴承箱，这种结构的主要特点是轴承刚度不足，易受其它振动因素干扰，振动有较大的波动。
2.1振动特点
1、机组冷态启动时振动良好。振幅在空载和小负荷时处于稳定的低振动值阶段，轴振动和瓦振动均属于优良范围，振动没有明显的恶化迹象。
2、一般并网后头三天振动良好，然后开始爬升，当负荷逐渐增大，参数逐渐升高，缸体充分膨胀后，振动开始呈缓慢爬升趋势，增大到一定程度后，振动恶化趋势加剧，有时振动到达一定值后会稳定下来，维持在一个相对高的数值；有时振动恶化不能控制，只能打闸停机。
3、运行调整不能有效的降低振动。即使采取调整运行参数控制，其振幅变动范围仍然很大，一般达20～80μm，有时还可高达100μm。
4、振动频率以基频lX（50Hz）成分为主，谐波分量很小，振动波形为相对标准的正弦波形。
5、基频1X振动相位随振幅增大的变化趋势并不明显，一般维持一个相对稳定的相位角。
6、低压转子的#3轴振随#4轴振增大呈同步响应，但幅值较#4轴承为小，振幅增长量以#4轴承振动为最大。
2.2 振动分析
从以上特点分析，#3、#4轴承振动的原因有：
1、机组#3，#4瓦振动的原发性因素在于汽缸热态变形。
2、轴承动刚度在带负荷的热态工况下降低是导致随机振动的重要条件因素。
3、低压转子在定速3000r/min时，二阶振型的残余不平衡量是影响轴系振动的主要扰动力。
4、#4轴承箱固有频率接近机组工作转速是导致振动被放大的主要原因之一。
5、动静碰磨是导致机组#3，#4瓦振动长期发作和反复无常的最主要原因。導致动静间隙消失的主要原因是由于低压缸的热态变形。低压缸变形主要通过对通流部分间隙、轴承座刚度、转子中心三个方面对振动产生影响，从我厂机组的大修情况看，低压内缸确实存在很大的变形。
2.3消振措施
综合机组的处理经验，有如下主要措施：
1、鉴于低压缸刚度不足，热态变形大，机组易产生动静碰摩振动，大修时将低压缸汽封更换为铜汽封。由于铜汽封的金属特性，即使发生碰磨，可减少激振力。
2、对低压内缸中分面内间隙在大修中进行处理。因缸体变形在中分面处产生较大间隙，根据上汽厂处理意见及我厂的检修经验，对低压内下缸中分面进行堆焊处理是解决此问题的有效办法。一般以上缸为基准合缸全紧螺栓测量间隙，并以这间隙作为堆焊高度进行修磨。
3、在大修中合理调整汽缸变形后的通流间隙。对常规性大修，测量或调整通流间隙都是在下半实缸的情况下进行的，但根据几次大修经验，通流间隙的测量调整在半实缸和全实缸情况下差别较大，说明如果在半实缸下调整通流间隙，在机组实际运行中局部动静间隙可能消失，产生摩擦振动。大修时认真测量低压内缸及隔板通流间隙在半实缸和全实缸情况下的变化量，根据各隔板中心的变化情况，对上下隔板汽封间隙进行补偿调整，保证机组在运行状态下动静间隙也能达到设计要求；
4、在安装过程中，应仔细检查低压盘车轴承箱与台板间的的间隙情况，防止低压盘车轴承箱脱空呈悬臂状态。如果低压盘车轴承箱脱空则在角销的限制下运行过程中将会限制汽缸的膨胀。另外，由于盘车轴承座与台板间有间隙，降低了轴承座的自振频率，当自振频率接近于运行转速时，会产生共振，影响与盘车轴承座有关系的#4瓦的振动[1]；
5、通过现场动平衡进行配重等手段尽可能提高转子动平衡精度，尽量降低扰动。
2.4 #5机#4瓦振大的处理
#5机#3、4瓦振自投运以来一直振动偏大，振动长期在50～90？m间波动，有时甚至达100？m以上而导致跳机，严重影响了我厂的安全运行。第一次大修后至机组基本恢复正常运行历时46天，因振动大共停机10次，由于振动大也引发了浮动油档挂耳断、盘车电机固定螺栓断等问题，由于#4瓦振明显上升而降负荷运行的情况也时有发生，引起全厂各级领导的高度重视。
由于#5机的振动问题较为复杂，多个国内知名专家进行了现场处理，但效果很不明显。在2017年底#5机大修前上汽厂提了轴承座加固、盘车箱与轴承箱分离的方案。西安热工院专家提出了中心孔堵头很可能松动的原因判断。西安交大教授提出大修重点调整#4、#5轴承座的中心高差的方法。但本厂技术人员通过认真分析对以上方案并没有认同，重点对轴承座及低压缸进行详细检查，按标准工艺对通流间隙进行调整，终于将#4瓦振大的问题彻底处理好。其发现及处理的主要问题有：根椐以上分析，重点对轴承箱刚度进行了检查，发现低压缸与凝汽器喉部四周连接加强筋板焊缝开裂，作补焊处理；吊开盘车箱检查（由于工作量大，一般大修均不吊开盘车箱检查），发现#4瓦下部台板有0.20 mm的间隙，后来用不锈钢垫片填实；低压缸变形大，中分面做了补焊处理，并且揭缸后发现有低压转子有明显的碰磨现象，考虑到低压缸变形较大（全紧螺栓内缸中分面的最大间隙为3.2 mm），为了减少碰磨，将低压转子的隔板汽封间隙提高到1.0～1.3mm（原来铜汽封标准为0.55～0.75mm），对低压内缸中分面按间隙大小进行了堆焊处理。
3经验总结
1、在大小修中加强前箱滑块的检查清理，对前箱加润滑脂，在大修中对推拉装置进行认真检查，保证推拉间隙符合要求。
2、对于#4瓦振大的问题进行了大量研究分析，提出其振动大主要是由于轴承座刚度不足引起，通过盘车箱等部件进行了振动放大。通过处理轴承座结合面间隙，减少盘车箱的附加应力等是解决#4瓦振大的有效手段。
3、在大修中合理调整低压缸变形后的通流间隙。大修时认真测量低压内缸及隔板通流间隙在半实缸和全实缸情况下的变化量，根据各隔板中心的变化情况，对上下隔板汽封间隙进行补偿调整，保证机组在运行状态下动静间隙也能达到设计要求。
参考文献：
[1] 席洪藻.汽轮机设备及运行.电力工业出版社，1988：489—491页.
关键词：振动；频谱；维修
1 概述.
广东粤华发电有限公司黄埔电厂（以下简称黄埔电厂）#5、#6主机均为上海汽轮机厂（以下简称上汽厂）N300―16.7/537/537—3型汽轮机，为合缸亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机，#1、#2轴承为落地式支承，#3、#4轴承坐落在低压排汽缸上。发电机由上海汽轮机集团电机厂制造，型号QFSN-300-2-200，发电机转子由#5和#6椭圆轴承支撑，轴瓦座落在发电机大端盖上。轴系临界转速为高中压转子1679r/min，低压转子1753r/min，发电机转子1399r/min（一阶），3406r/min（二阶）。
在过去的几年里，解决了#5机#3、4瓦振大瓦振大等重大难题，为机组的安全运行打下了坚实的基础。#5机#3、4瓦振大的问题已有4年多时间，经过全国多位著名的振动专家的现场指导处理都没有解决的情况下，我厂依靠自身的人员力量一举将此疑难问题彻底解决，令人鼓舞。在四台机组的振动分析及现场处理中，本厂积累了较为丰富的技术经验及大量的技术数据，对其它厂也有很好的借鉴作用。现将#5机#3、4瓦振大的问题处理情况进行论述。对指导汽轮发电机组的运行与维修具有重要的实用价值。
2 #5机#3、4轴承的振动及处理
#3、4轴承箱由于与直接与低压外缸相连，为非落地悬臂式轴承箱，这种结构的主要特点是轴承刚度不足，易受其它振动因素干扰，振动有较大的波动。
2.1振动特点
1、机组冷态启动时振动良好。振幅在空载和小负荷时处于稳定的低振动值阶段，轴振动和瓦振动均属于优良范围，振动没有明显的恶化迹象。
2、一般并网后头三天振动良好，然后开始爬升，当负荷逐渐增大，参数逐渐升高，缸体充分膨胀后，振动开始呈缓慢爬升趋势，增大到一定程度后，振动恶化趋势加剧，有时振动到达一定值后会稳定下来，维持在一个相对高的数值；有时振动恶化不能控制，只能打闸停机。
3、运行调整不能有效的降低振动。即使采取调整运行参数控制，其振幅变动范围仍然很大，一般达20～80μm，有时还可高达100μm。
4、振动频率以基频lX（50Hz）成分为主，谐波分量很小，振动波形为相对标准的正弦波形。
5、基频1X振动相位随振幅增大的变化趋势并不明显，一般维持一个相对稳定的相位角。
6、低压转子的#3轴振随#4轴振增大呈同步响应，但幅值较#4轴承为小，振幅增长量以#4轴承振动为最大。
2.2 振动分析
从以上特点分析，#3、#4轴承振动的原因有：
1、机组#3，#4瓦振动的原发性因素在于汽缸热态变形。
2、轴承动刚度在带负荷的热态工况下降低是导致随机振动的重要条件因素。
3、低压转子在定速3000r/min时，二阶振型的残余不平衡量是影响轴系振动的主要扰动力。
4、#4轴承箱固有频率接近机组工作转速是导致振动被放大的主要原因之一。
5、动静碰磨是导致机组#3，#4瓦振动长期发作和反复无常的最主要原因。導致动静间隙消失的主要原因是由于低压缸的热态变形。低压缸变形主要通过对通流部分间隙、轴承座刚度、转子中心三个方面对振动产生影响，从我厂机组的大修情况看，低压内缸确实存在很大的变形。
2.3消振措施
综合机组的处理经验，有如下主要措施：
1、鉴于低压缸刚度不足，热态变形大，机组易产生动静碰摩振动，大修时将低压缸汽封更换为铜汽封。由于铜汽封的金属特性，即使发生碰磨，可减少激振力。
2、对低压内缸中分面内间隙在大修中进行处理。因缸体变形在中分面处产生较大间隙，根据上汽厂处理意见及我厂的检修经验，对低压内下缸中分面进行堆焊处理是解决此问题的有效办法。一般以上缸为基准合缸全紧螺栓测量间隙，并以这间隙作为堆焊高度进行修磨。
3、在大修中合理调整汽缸变形后的通流间隙。对常规性大修，测量或调整通流间隙都是在下半实缸的情况下进行的，但根据几次大修经验，通流间隙的测量调整在半实缸和全实缸情况下差别较大，说明如果在半实缸下调整通流间隙，在机组实际运行中局部动静间隙可能消失，产生摩擦振动。大修时认真测量低压内缸及隔板通流间隙在半实缸和全实缸情况下的变化量，根据各隔板中心的变化情况，对上下隔板汽封间隙进行补偿调整，保证机组在运行状态下动静间隙也能达到设计要求；
4、在安装过程中，应仔细检查低压盘车轴承箱与台板间的的间隙情况，防止低压盘车轴承箱脱空呈悬臂状态。如果低压盘车轴承箱脱空则在角销的限制下运行过程中将会限制汽缸的膨胀。另外，由于盘车轴承座与台板间有间隙，降低了轴承座的自振频率，当自振频率接近于运行转速时，会产生共振，影响与盘车轴承座有关系的#4瓦的振动[1]；
5、通过现场动平衡进行配重等手段尽可能提高转子动平衡精度，尽量降低扰动。
2.4 #5机#4瓦振大的处理
#5机#3、4瓦振自投运以来一直振动偏大，振动长期在50～90？m间波动，有时甚至达100？m以上而导致跳机，严重影响了我厂的安全运行。第一次大修后至机组基本恢复正常运行历时46天，因振动大共停机10次，由于振动大也引发了浮动油档挂耳断、盘车电机固定螺栓断等问题，由于#4瓦振明显上升而降负荷运行的情况也时有发生，引起全厂各级领导的高度重视。
由于#5机的振动问题较为复杂，多个国内知名专家进行了现场处理，但效果很不明显。在2017年底#5机大修前上汽厂提了轴承座加固、盘车箱与轴承箱分离的方案。西安热工院专家提出了中心孔堵头很可能松动的原因判断。西安交大教授提出大修重点调整#4、#5轴承座的中心高差的方法。但本厂技术人员通过认真分析对以上方案并没有认同，重点对轴承座及低压缸进行详细检查，按标准工艺对通流间隙进行调整，终于将#4瓦振大的问题彻底处理好。其发现及处理的主要问题有：根椐以上分析，重点对轴承箱刚度进行了检查，发现低压缸与凝汽器喉部四周连接加强筋板焊缝开裂，作补焊处理；吊开盘车箱检查（由于工作量大，一般大修均不吊开盘车箱检查），发现#4瓦下部台板有0.20 mm的间隙，后来用不锈钢垫片填实；低压缸变形大，中分面做了补焊处理，并且揭缸后发现有低压转子有明显的碰磨现象，考虑到低压缸变形较大（全紧螺栓内缸中分面的最大间隙为3.2 mm），为了减少碰磨，将低压转子的隔板汽封间隙提高到1.0～1.3mm（原来铜汽封标准为0.55～0.75mm），对低压内缸中分面按间隙大小进行了堆焊处理。
3经验总结
1、在大小修中加强前箱滑块的检查清理，对前箱加润滑脂，在大修中对推拉装置进行认真检查，保证推拉间隙符合要求。
2、对于#4瓦振大的问题进行了大量研究分析，提出其振动大主要是由于轴承座刚度不足引起，通过盘车箱等部件进行了振动放大。通过处理轴承座结合面间隙，减少盘车箱的附加应力等是解决#4瓦振大的有效手段。
3、在大修中合理调整低压缸变形后的通流间隙。大修时认真测量低压内缸及隔板通流间隙在半实缸和全实缸情况下的变化量，根据各隔板中心的变化情况，对上下隔板汽封间隙进行补偿调整，保证机组在运行状态下动静间隙也能达到设计要求。
参考文献：
[1] 席洪藻.汽轮机设备及运行.电力工业出版社，1988：489—491页.