某9F級重型燃氣輪聯合循環機組，是由西門子制造，容量400MW，主要用于深度調峰的機組。該機組軸系由燃機-壓氣機轉子、發電機轉子、高中壓轉子和低壓轉子組成，燃機轉子和汽機轉子之間通過SSS（Synchro-Self-Shifting，同步自脫）離合器連接[1]。該機組于2016年5月進行了投產后的首次大修，在大修后起機過程中，5號軸承出現了突發性振動，該振動較大值達到224μm，嚴重威脅機組的安全穩定運行。以下是四川電動機廠家給大家詳解講述異常振動的分析處理全過程。

一、機組起機振動情況

是該機組的軸系結構簡圖，軸系總共有8個支撐軸承，其中1#和2#軸承支撐燃氣輪機-壓氣機轉子，3#和4#軸承支撐發電機轉子，6#、7#和 8# 軸承共同支撐汽輪機組的高中壓和低壓轉子，5#軸承是SSS離合器前的輕載軸承。

機組大修后于2016年6月20號進行了起機，在整個起機及帶負荷運行過程中，除了5#軸承振動出現異常外，其余軸承振動均在優良范圍內。圖2是起機過程中5#軸承 X 向和 Y 向的振動趨勢圖，從該趨勢圖可見：

(1) 轉速升至3000r/min時，5X和5Y軸振突增，尤其5X較大振動已到224μm，超過報警值。

(2) 在機組帶負荷運行過程中，5X和5Y軸振均有減小的趨勢。帶負荷運行大約5h后，5X和5Y軸振趨于穩定，并分別維持在80μm和30μm左右。

(3) 在整個起機及帶負荷運行過程中，一倍頻幅值和相位一直很穩定。分析其振動特性圖發現，該異常振動期間主要表現為1/2頻，即半頻，見圖3。該半頻在帶負荷運行過程中，逐漸減小直至消失。

二、四川電動機廠家振動故障原因分析

5#軸承異常振動主要發生在轉速升至額定轉速并帶負荷運行前期，隨著帶負荷過程不斷深入，該異常振動逐漸減小并消失，因此可以排除轉子本身的不平衡問題；該異常振動主要表現為半頻，而且該半頻并沒有隨著負荷的升高和降低而出現反復現象，因此可以排除氣流激振；根據突變后出現的大幅值半頻分量，基本可以肯定5#軸承出現了油膜失穩現象。激發油膜失穩的原因需要進行進一步分析。

查看半頻振動從發生至逐步減小并穩定的整個過程中，潤滑油溫一直保持在57℃左右，變化幅度沒超過3℃，因此可以排除潤滑油溫的影響。

該機組軸系是具有SSS離合器的單軸結構，根據 SSS離合器的安全運行要求，軸系中必須增加一個“輕載”軸承，該軸承可以保證SSS離合器具有較小的動撓度，減小由于不對中造成的碰摩等振動響應，防止SSS離合器受到其他轉子的振動耦合效應。而軸承的穩定性設計要求又需要該輕載軸承對軸系的標高和載荷具有較高敏感性。

圖4是5#軸承從SSS離合器開始嚙合到帶負荷穩定運行直至振動減小并趨于穩定階段的軸心軌跡圖。可以看出：在嚙合階段，5#軸頸中心僅僅下降了5μm；但是在定速帶負荷運行過程中，軸頸中心上抬了近42μm。隨后軸頸中心趨于穩定，5#振動也減小并趨于穩定，兩者穩定時間很一致，說明5#軸承的半頻振動隨著該軸承的軸頸中心上揚而得到了抑制。進一步分析推斷：5#軸承的異常半頻振動是由于SSS離合器剛剛嚙合后，5#軸承標高較低，導致其承載較輕，從而激發了油膜失穩現象[4～5]。隨后在帶負荷運行過程中，進汽溫度逐漸升高，缸體膨脹也進一步增大，5#軸承的標高也隨之升高，其承受載荷逐漸增大，油膜穩定性逐步增強，異常半頻振動也隨之消失，這和軸頸中心上揚抑制半頻振動相吻合。

三、軸系標高分布情況測試

為了對上述推斷進行進一步驗證，在機組臨停期間，對冷態下投入SSS離合器后軸系的標高分布情況進行了測試。

不同的軸系狀態，軸承載荷分配和標高分布是不一樣的，在轉軸自重、附加部件等載荷作用下，轉軸會產生彈性變形。不同軸系部位由于重量不同，產生的變形也不同，其截面彎矩也不同。因此通過測量軸系的多個截面彎矩，就可以計算軸系的載荷和標高分布情況。

根據各轉子的物性參數對機組軸系進行有限元建模，建模時將軸系視為變截面連續梁，各軸段自重視為均布質量，聯軸器、推力盤、3S離合器、葉片等視為集中質量。投入3S離合器后，測量低速盤車狀態下軸系各測量截面的彎曲應變和截面彎矩，然后通過傳遞矩陣計算各軸承的載荷分配和標高分布情況。該軸系的應變彎矩測點布置示意圖可見圖1所示，其中“×”為彎矩測點位置，一共布置了7組應變彎矩測點。

根據所測截面彎矩計算各軸承載荷和標高分布，

五、機組故障治理及總結

鑒于機組半頻振動現象和應變測試結果，綜合考慮軸系冷熱態運行情況下的標高變化，建議將 5# 軸承標高上抬 30μm。在此情況下，既能改善冷態啟動過程中 5#軸承的承載情況避免油膜失穩和油膜渦動的發生，也能避免熱態下 5#軸承由于承載過重進而發生瓦溫高、碾瓦等故障。 檢修后冷態啟動，機組嚙合過程平穩，半頻振動消失，5#軸頸中心上移量也大大減小，嚙合后到帶負荷運行過程中，機組軸系振動總體穩定，5#軸振全過程振動值均維持在 80μm 以內。 SSS 離合器前的輕載軸承對載荷和標高分布很 靈敏，因此在軸系對中過程中，要綜合考慮冷態和熱態情況。同時在運行過程中，必須嚴密關注 SSS 離合器前后軸系的振動變化情況，一旦發生軸系異 常振動，必須采取處理措施，避免造成事故。

以上就是四川電動機廠家給我們詳解的電動組產生振動的原因，歡迎來電咨詢。