某9F级重型燃气轮联合循环机组，是由西门子制造，容量400MW，主要用于深度调峰的机组。该机组轴系由燃机-压气机转子、发电机转子、高中压转子和低压转子组成，燃机转子和汽机转子之间通过SSS（Synchro-Self-Shifting，同步自脱）离合器连接[1]。该机组于2016年5月进行了投产后的首次大修，在大修后起机过程中，5号轴承出现了突发性振动，该振动较大值达到224μm，严重威胁机组的安全稳定运行。以下是四川电动机厂家给大家详解讲述异常振动的分析处理全过程。

一、机组起机振动情况

是该机组的轴系结构简图，轴系总共有8个支撑轴承，其中1#和2#轴承支撑燃气轮机-压气机转子，3#和4#轴承支撑发电机转子，6#、7#和 8# 轴承共同支撑汽轮机组的高中压和低压转子，5#轴承是SSS离合器前的轻载轴承。

机组大修后于2016年6月20号进行了起机，在整个起机及带负荷运行过程中，除了5#轴承振动出现异常外，其余轴承振动均在优良范围内。图2是起机过程中5#轴承 X 向和 Y 向的振动趋势图，从该趋势图可见：

(1) 转速升至3000r/min时，5X和5Y轴振突增，尤其5X较大振动已到224μm，超过报警值。

(2) 在机组带负荷运行过程中，5X和5Y轴振均有减小的趋势。带负荷运行大约5h后，5X和5Y轴振趋于稳定，并分别维持在80μm和30μm左右。

(3) 在整个起机及带负荷运行过程中，一倍频幅值和相位一直很稳定。分析其振动特性图发现，该异常振动期间主要表现为1/2频，即半频，见图3。该半频在带负荷运行过程中，逐渐减小直至消失。

二、四川电动机厂家振动故障原因分析

5#轴承异常振动主要发生在转速升至额定转速并带负荷运行前期，随着带负荷过程不断深入，该异常振动逐渐减小并消失，因此可以排除转子本身的不平衡问题；该异常振动主要表现为半频，而且该半频并没有随着负荷的升高和降低而出现反复现象，因此可以排除气流激振；根据突变后出现的大幅值半频分量，基本可以肯定5#轴承出现了油膜失稳现象。激发油膜失稳的原因需要进行进一步分析。

查看半频振动从发生至逐步减小并稳定的整个过程中，润滑油温一直保持在57℃左右，变化幅度没超过3℃，因此可以排除润滑油温的影响。

该机组轴系是具有SSS离合器的单轴结构，根据 SSS离合器的安全运行要求，轴系中必须增加一个“轻载”轴承，该轴承可以保证SSS离合器具有较小的动挠度，减小由于不对中造成的碰摩等振动响应，防止SSS离合器受到其他转子的振动耦合效应。而轴承的稳定性设计要求又需要该轻载轴承对轴系的标高和载荷具有较高敏感性。

图4是5#轴承从SSS离合器开始啮合到带负荷稳定运行直至振动减小并趋于稳定阶段的轴心轨迹图。可以看出：在啮合阶段，5#轴颈中心仅仅下降了5μm；但是在定速带负荷运行过程中，轴颈中心上抬了近42μm。随后轴颈中心趋于稳定，5#振动也减小并趋于稳定，两者稳定时间很一致，说明5#轴承的半频振动随着该轴承的轴颈中心上扬而得到了抑制。进一步分析推断：5#轴承的异常半频振动是由于SSS离合器刚刚啮合后，5#轴承标高较低，导致其承载较轻，从而激发了油膜失稳现象[4～5]。随后在带负荷运行过程中，进汽温度逐渐升高，缸体膨胀也进一步增大，5#轴承的标高也随之升高，其承受载荷逐渐增大，油膜稳定性逐步增强，异常半频振动也随之消失，这和轴颈中心上扬抑制半频振动相吻合。

三、轴系标高分布情况测试

为了对上述推断进行进一步验证，在机组临停期间，对冷态下投入SSS离合器后轴系的标高分布情况进行了测试。

不同的轴系状态，轴承载荷分配和标高分布是不一样的，在转轴自重、附加部件等载荷作用下，转轴会产生弹性变形。不同轴系部位由于重量不同，产生的变形也不同，其截面弯矩也不同。因此通过测量轴系的多个截面弯矩，就可以计算轴系的载荷和标高分布情况。

根据各转子的物性参数对机组轴系进行有限元建模，建模时将轴系视为变截面连续梁，各轴段自重视为均布质量，联轴器、推力盘、3S离合器、叶片等视为集中质量。投入3S离合器后，测量低速盘车状态下轴系各测量截面的弯曲应变和截面弯矩，然后通过传递矩阵计算各轴承的载荷分配和标高分布情况。该轴系的应变弯矩测点布置示意图可见图1所示，其中“×”为弯矩测点位置，一共布置了7组应变弯矩测点。

根据所测截面弯矩计算各轴承载荷和标高分布，

五、机组故障治理及总结

鉴于机组半频振动现象和应变测试结果，综合考虑轴系冷热态运行情况下的标高变化，建议将 5# 轴承标高上抬 30μm。在此情况下，既能改善冷态启动过程中 5#轴承的承载情况避免油膜失稳和油膜涡动的发生，也能避免热态下 5#轴承由于承载过重进而发生瓦温高、碾瓦等故障。 检修后冷态启动，机组啮合过程平稳，半频振动消失，5#轴颈中心上移量也大大减小，啮合后到带负荷运行过程中，机组轴系振动总体稳定，5#轴振全过程振动值均维持在 80μm 以内。 SSS 离合器前的轻载轴承对载荷和标高分布很 灵敏，因此在轴系对中过程中，要综合考虑冷态和热态情况。同时在运行过程中，必须严密关注 SSS 离合器前后轴系的振动变化情况，一旦发生轴系异 常振动，必须采取处理措施，避免造成事故。

以上就是四川电动机厂家给我们详解的电动组产生振动的原因，欢迎来电咨询。