（福建晋江天然气发电有限公司 福建晋江 362251）
摘要：某厂S109FA燃气蒸汽联合循环机组汽轮机运行中6瓦振动大，在极端工况（凝汽器真空较高）下，振动最大上涨至跳机值，导致机组跳闸；后经过多方面的原因分析，并进行低压缸揭缸检查，发现轴封齿动静碰磨，主要分析和探讨此次事件现象、原因和防范措施，希望对业界同行有所帮助。
关键词：158型汽轮机；轴承振动；动静摩擦；间隙调整
引言
某厂装有S109FA燃气-蒸汽单轴联合循环机组，由一台美国GE公司MS9001FA燃气轮机、一台哈尔滨汽轮机厂158型（D10优化型）汽轮机、一台哈尔滨电气集团390H全氢冷发电机和一台杭州锅炉集团生产的型号为NG-109FA-R的余热锅炉组成。其中轴系由燃气轮机、高中压转子、低压转子、发电机转子组成，励磁机尾端悬臂布置。轴系共有8个轴承，1-5号瓦为可倾瓦轴承，6-8号瓦为椭圆轴承。
某厂#1机组2016年B修高中压、低压缸揭缸，在运行了一年后多次出现机组在稳定负荷工况6瓦振动异常上涨，以致跳机的情况。2018年3月利用D级检修机会将低压外缸揭开、打开轴封室检查，发现轴封齿磨损严重，并重新调整轴封间隙。
1 事件现象及背景
2016年09月02日某厂#1机组B修后启动，夜间机组降负荷稳定后6瓦振动上涨后回落，其中6X表现最为突出，由0.033 mm涨至0.161 mm，后降至0.05 mm，经过运行方式的改变可以控制振动在跳机值（0.2286 mm）以下运行。
2018年01月26日，机组出现满负荷运行3 h后，6瓦振动值突然陡降后迅速爬升现象，6X振动0.229 mm触发机组振动大跳闸。
2018年01月31日，机组再次出现满负荷稳定运行4.5 h后，6瓦振动突升现象，但经调整轴封蒸汽参数、凝汽器真空等使#6瓦振动回落。具体参数调整如下：
1立即申请降负荷至280MW，通过负荷的变动打破原有的轴封供排汽平衡，对轴封汽进行扰动；
2启动备用轴加风机，同样扰动轴封蒸汽；
3通过逐步提高轴封蒸汽母管压力，扰动轴封蒸汽，提高轴封蒸汽温度；
4通过微开真空破坏旁路门，降低真空至8kpa左右，对凝汽器压力进行扰动，6瓦振动出现了平稳趋势并缓慢下降。
2、事件原因及处理
2.1低压缸轴封体简介
低压缸轴封为钢斜齿，由两组组成，分别为调节级端轴封（简称调端轴封）和集电端轴封或励磁端轴封（简称电端轴封）；而每组轴封分别由三道轴封环组成，靠近汽机叶片侧轴封环简称内侧轴封环，靠近空气侧轴封环简称外侧轴封环，中间轴封环则为中间轴封环；每道轴封环又由六块长度相同的汽封块组成，每块汽封块后面都由一片刚性弹簧片支撑。六块轴封块分布，详见下图1。
图1 轴封块布置示意图
2.2 低压缸轴封室检查
2018年3月，利用D级检修打开低压缸轴封室检查，发现轴封齿存在动静碰磨现象。调端和电端中间轴封环磨损较为严重，外侧轴封环和内侧轴封环均未发现碰磨现象，轴封供汽腔室、抽汽腔室锈渣较多。
2.2.1 调端中间轴封环磨损区域主要集中下部靠右侧轴封块，详见下图2，轴封块槽道内有较多被磨损下的金属细丝（直径约0.30 mm、长度约6 mm）；电端中间轴封磨损区域主要集中在上部靠左的轴封块，详见下图3。其他轴封块也有轻微磨损或者未磨损。
图6 低压缸调端外侧下部汽封块
2.2.3 低压缸两端外侧轴封环下弧段均有水锈痕迹，说明机组在运行、启停中出现了轴封带水或轴封蒸汽凝结成水现象，振动异常现象将不可避免的发生。
2.3 #6瓦振动原因分析
2.3.1 从动静摩擦的情况分析，由于低压缸两端轴封环，均为中间轴封环磨损，而外侧、内侧轴封环均未磨损，可得出不是转子弯曲或者转子偏边造成，而是中间轴封环自身或者其他外力造成。
2.3.2 从运行数据看，只有在极端天气（冬季即真空高工况）环境温度达到10 ℃上下才会导致6瓦振动升高，而且振动通频主要为1倍频；而在环境温度超过20 ℃时，此异常现象表现极为不明显，说明在冬季的极端工况下低压缸轴封确实发生了动静碰磨，在凝汽器压力2.8 kPa工况下，引起轴封间隙变小的原因有：
大气压作用在轴封室或者抵押缸体上的力较大，径向压迫轴封环导致动静间隙变小。
2、凝汽器高真空工况，低压缸两侧轴封蒸汽流量变大，而轴封供汽流量因压力和管路等因素影响未产生不变，导致轴封室进冷气收缩，动静间隙变小。
2.3.3 轴封间隙检查，用塞尺法测量低压缸两端轴封径向间隙，发现调端内外侧、电端内外侧轴封环径向通流间隙均在0.5-0.75 mm，而中间轴封环通流间隙较小0.30-0.65 mm，而径向通流间隙设计值为0.495-0.875 mm，中间轴封环径向通流间隙明显小于设计的最小值。
3、 预防及措施
1、如果此工况不具备轴封间隙调整条件，可以采取以下方式抑制振动上涨：
a 、控制辅轴封母管温度在250 ℃以上，保证辅汽供轴封蒸汽品质。
b 、适当破坏凝汽器真空，缓解振动上涨的趋势。
c 、改变机组运行工况，破坏当前振动相位。
2、如果具备近期轴封间隙调整条件，可以适当放大轴封径向通流间隙：
由于某厂机组为日启夜停运行方式，为了防止机组启停过程中轴封间隙小导致机组振动大，又能保证经济性，固将低压缸两端轴封外侧环、中间环调整到设计值区间上
限即0.80 mm，轴封内侧环间隙调整到0.75 mm。
在轴封间隙调大后，通过几次启动观察：第一次机组满负荷，凝汽器压力3 kPa，6瓦振动未发生异常上涨现象；第二次扰动机组轴封温度和压力，同样未发现6瓦振动异常现象。
3S109FA日启夜停的调峰机组检修时，建议将低压缸轴封间隙调整到标准上限。由于机组两班制运行，为防止机组各种启停工况出现动静碰磨现象，建议将轴封间隙调大；但是调大后会出现凝汽器真空变差、汽机效率下降、轴封无法自密封等问题，影响汽轮机效率及经济性；故不能无限制放大，根据某厂经验，建议将间隙调整到汽轮机厂给定的标准上限值，但不能超过标准。
4结论
美国GE公司S109FA燃气蒸汽联合循环机组两班制运行，凝汽器高真空工况会出现低压缸轴承振动上涨，在检修时可以调大轴封齿动静间隙，防止动静碰磨；同时为了保证机组经济运行，轴封间隙将不可随意放大，可以结合汽轮机厂给出的标准以及各厂实际运行情况，综合分析后得出调整低压缸轴封间隙值。
参考文献：
[1] S109FA燃气-蒸汽联合循环发电机组检修规程-汽机分册Q/FJGPC-G202-2017
[2] 汽轮机设备检修——王德坚等编—北京：中国电力出版社2012.7（2015.4重印）
[3]浅析N125MW汽轮机汽轴封间隙的调整控制 文章编号：1673-7598（2007）05-0062-03 张民奇，张学利
作者简介：
刘保（1988－），男，河北衡水，大学本科，工程师，现从事燃汽蒸汽联合循环机组检修方面工作。
论文作者:刘保
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/29
标签：间隙论文; 机组论文; 低压论文; 凝汽器论文; 蒸汽论文; 工况论文; 磨损论文; 《河南电力》2018年14期论文;