案例丨空分氮压机、汽轮机振动异常的案例分析

本案例由工课第16期故障诊断初阶训练营学员提供

正文 1234 字 丨 4分钟阅读

一、案例背景

1. 机组总图

驱动机是杭州透平股份有限公司生产的高压凝汽式透平，型号HNKS40/45/20，为双出轴结构。

进汽端驱动增速箱和高压缸，排汽端驱动低压缸，膜片式联轴器。

其中汽轮机进汽侧测振点VI01661,01662,排汽侧VI01663,01664，报警值63um，连锁值80um；

机组参数如下：

2. 机组结构图

二、故障现象

2012年下半年出现振动波动，振动波动时振值可到69μm/53μmpp，出现7次；

2013年5月，透平进行揭盖大修。

主要做了如下检修工作：

转子无损检测、清理、外协高速动平衡；前、后径向轴承、推力轴承检查；复测各密封间隙；油封、油挡的磨损处理；缸体清理工作。后续投入运行。

2013年8月又开始出现振动波动，最大振值达到40μmpp，但振动不稳定具有小波动并伴有相应的相位变化。

2014年运行期间，透平排汽侧出现振动波动较前期明显上涨。

主要特征：

正常运行时转子振动21μm/19μmpp,出现振动波动时振值可到129μm/100μmpp，上涨时间10min,达到最大值后又回落，相位角同步变化。

振动到达最高点不滞留，具有良好的自动恢复性，如此反复。

2014年振动趋势图

排汽侧VI01663,01664异常轴心轨迹

排汽侧VI01663,01664正常轴心轨迹

振值129umpp时的全频谱图

振值21umpp时的全频谱图

三、故障分析

1. 首先对振动的真实性进行排查。当透平运行稳定时，轴承座的振动速度0.04mm/s,当振动波动发生时，轴承座同位置振动达到5.1mm/s。

因此振动是真实发生的；

2. 振动波动发生时，工况并没有发生明显的变化，与透平的进汽、排汽、密封气和压缩机工况等参数关系不大；

3. 振动波动发生前，伴有多个小的振动波动，没有明确的可循规律；

4. 振动信号以工频为主，其它频率成分很少；

5. 振动波动时相位随振动发生变化在60-120°之间,振动恢复后相位与振前保持一致；

6. 排汽侧发生振动波动时，进汽侧也同时发生并且相位也对应反向变化；

7. 进、排汽侧的轴中心线轴心轨迹图完全不同，在振动波动时，进汽侧的轴中心线的变化比排汽侧大，但振动变大却是在排汽侧。

根据上述振动特征振动我们重点考虑：

1. 轴封疏水不好与转子冲击；

2. 油挡处积碳与转子发生碰擦。

四、处理措施及故障验证

1. 清理透平前后轴封疏水管线，确保疏水系统和密封系统投用正常。

2. 该汽轮机前后轴承座油封处未设置隔离气密封，因此在转子两端轴承座和缸体之间的主轴部位加临时工厂空气吹扫。

3. 加强透平进汽侧缸体保温质量，确保缸体保温的隔热效果。

经过上述处理措施后，运行至今，透平振动未再出现波动情况，机组运行稳定。

后续改造建议（择机实施）：

1. 针对前后轴承箱油挡，需设置正式的隔离气密封：避免外部灰尘经过梳齿密封进入油挡，积聚结垢。

2. 进气侧轴承座设置隔热板，有效隔绝缸体热辐射。