DQZHAN技術訊：齒式聯軸器磨損造成的某300MW機組給水泵振動異常分析
1. 振動概述
某300MW亞臨界機組汽動給水泵A在2017年11月的C級檢修中對該汽動給水泵進了以下檢修內容：#1軸承上瓦檢查、#2軸承上下瓦檢查、齒式聯軸器檢查、對輪中心重新調整、推力軸瓦重新安裝、軸承箱檢查。
檢修結束后，啟動沖轉過程時發現汽動給水泵的汽輪機前后軸承振動相比檢修前振動有所增大（4000r/min時檢修前20μm檢修后40μm），且在定轉速運行時，振動隨時間的加長而逐漸增大，而汽泵前后軸承修前修后振動基本不變。該汽動給水泵軸振報警值為60μm，跳機值為90μm。針對此振動現象，于2017年11月21日對其進行振動測試分析，并分析其振動原因，進行相應的檢修處理。
2. 振動處理過程
2.1**次振動測試與處理
2.1.1振動現象
對汽動給水泵A進行汽輪機前后軸承和汽泵前后軸承振動測試（以下汽輪機前后軸承定義為#1軸承和#2軸承，給水泵前后軸承定義為#3軸承和#4軸承），首先對空載運行方式下振動進行測試，轉速從2900r/min升至4423r/min，#1軸承X方向振動從39μm上升至47μm，Y方向振動從19μm上升至21μm，#2軸承振動從33μm上升至38μm，Y方向振動從19μm上升至21μm，#3軸承和#4軸承振動基本不變，運行一段時間后，振動穩定無爬升現象。
隨后進行帶負載運行方式下振動測試，汽動給水泵出水并網運行后，轉速維持在4200r/min左右，#1軸承X方向振動為46μm，#2軸承X方向振動為36μm，穩定運行2個小時左右，振動無爬升現象，決定維持汽動給水泵轉速不變，同時觀察振動趨勢。
汽動給水泵運行至11月22日凌晨1:00左右，#1軸承振動上升至60μm，電廠運行人員隨即撤出汽動給水泵運行并將轉速降低至3000r/min運行。觀察其歷史振動趨勢圖，發現#1軸承振動和#2軸承振動隨運行時間的加長，振動呈緩慢上升趨勢，到后期振動上升速度加快。具體振動數據見表1，振動趨勢圖見圖1。
2.1.2振動分析與處理
根據表1和圖1的振動數據與振動趨勢分析得出，#1軸承和#2軸承在隨運行時間的加長，振動出現爬升現象時，起初運行的2個小時當中，軸系振動維持基本不變，在隨后的6個小時運行當中，振動起先呈緩慢上升的趨勢，到后期振動上升速度加快，整個振動變化過程以1倍頻分量為主（頻譜圖見圖2），相位變化10度以內，符合碰摩的故障現象，而#1、#2軸承振動變化時，#3、#4軸承振動基本不變，說明振動故障點基本在汽輪機側。根據振動變化前后的數據比較，得出碰摩點的位置在汽輪機兩側的可能性較大。
根據以上的分析判斷，該汽動給水泵汽輪機側發生了碰摩，*大可能是在汽輪機兩側的汽封齒和軸封齒、#1、#2軸承的內外油檔。決定停機檢查上述部位是否有碰摩轉子的現象，解體檢查得出#1軸承外油檔積碳嚴重，隨即對其進行清理安裝，其#1軸承外油檔實際圖見圖3、圖4。
2.2**次振動測試與處理
2.2.1振動現象
#1軸承外油檔清洗安裝結束后，重新開機啟動，#1軸承振動整體比之前振動要小，但振動爬升的現象依然存在，從振動趨勢來看，在1000r/min的低轉速下，#1、#2軸承振動就已經出現了上升趨勢，說明汽輪機側的碰摩現象依然存在，#1軸承外油檔積碳不是主要原因，還存在其他的碰摩點。
觀察汽動給水泵其他參數據歷史趨勢，發現在2017年11月18日前，該汽給動水泵**次啟動前，有將近四個小時的時間里處于機組真空投運，而軸封汽未投的現象，其參數趨勢圖見圖5。在那一段時間內，汽輪機兩側有可能會有臟東西吸入，吸附在汽封齒或軸封齒上，這是檢修中無法檢查的部位，需要進行開缸檢查。
經過與電廠的商量討論，決定進行利用反復碰摩的方法將碰摩點消除，反復經過3次碰摩后，無法消除碰摩點，碰摩的現象依然存在，如果是汽封齒或軸封齒碰摩的話，一般經過幾次碰摩后，會消除該碰摩點，說明汽輪機側存在較難消除的碰摩點，分析判斷主要懷疑有以下兩點:
根據圖4的歷史參數趨勢說明，可能會有較硬的東西被吸入汽缸，吸附在汽封齒或軸封齒上，進行汽輪機單轉，觀察振動情況。
對齒式聯軸器重新進行檢查，同時復檢對輪中心。
經過再次解體檢查發現：（1）齒式聯軸器對輪中心與檢修后中心數據一致。（2）齒式聯軸器汽輪機側的內齒和外齒磨損嚴重，大部分內外齒已經被磨損掉至少二分之一，同時有部分外齒已經破碎，其具體實際圖見圖6、圖7。而給水泵側內外齒正常，隨后對汽輪機側內外齒進行更換。
檢修結束后，首先進行汽輪機單轉試驗，*高轉速至5300r/min時，#1、#2軸承振動*大13μm，振動正常，說明汽輪機汽封齒或軸封齒無碰摩現象。汽輪機單轉試驗結束后。然后將汽動給水泵對輪連接后，進行空載運行方式，在轉速上升過程中，至低轉速1000r/min暖機時，之前的碰摩現象消失，暖機結束，轉速逐漸升至高轉速4000r/min，*大振動為#2軸承X方向26μm。*后進行帶負載運行方式，當轉速至4083r/min時，*大振動為#2軸承X方向為23μm，穩定運行一段時間后，整體軸系振動無爬升現象，振動問題得到解決，其具體運行數據見表2。
3. 小結
該機組汽動給水泵A經過一系列的檢修后，碰摩現象的振動問題得到解決，這次振動故障體現出來的是碰摩現象，主要原因是由于齒式聯軸器汽輪機側內外齒磨損嚴重。正常情況下，內外齒是應該為全齒嚙合的狀態，而當內外齒磨損掉二分一后，全齒嚙合變成了間隙嚙合，同時傳遞運動與扭矩的能力下降，在設備高速旋轉中，由于離心力的作用下，產生了一定的偏心與不平衡力，其次加上#1軸承油檔積碳嚴重，造成了此次的振動故障。
此次汽輪機側內外齒磨損嚴重在之前的C級檢修中曾經發現過了，但當時未引起檢修人員的注意，所以未曾對其進行處理和更換，應當引以為戒，避免類似事件再次發生。
