0引言
汽动给水泵是将除氧器中具有一定温度和压力的水连续输送至锅炉的设备，在机组的运行中发挥着不可或缺的作用【1】。当给水泵汽轮机在运行过程中出现异常振动突窜时，将会对机组的稳定运行带来一定的安全隐患。通过对给水泵汽轮机开缸检修确定振动原因，并进行后续处理。
1机组和设备简介
某厂4号机组为上海汽轮发电集团公司引进德国西门子技术生产的660MW超超临界汽轮发电机。采用的类型是超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮发电机组，汽轮机型号为N660-25/660/660。机组配备的给水泵汽轮机是杭州汽轮机厂的NK/63/71/0型冷凝式汽轮机，用于驱动两台50%容量的锅炉给水泵，两台给水泵并联运行，配一台主机。装置中还有一台30%容量的电动机驱动给水泵作为备用。NK/63/71/0型冷凝式汽轮机额定转速为5525rpm，最大连续转速为5900rpm，额定进气压力为1.18MPa，额定进汽温度为377.6℃。
2振动突窜经过
近期，某厂4号机组运行过程中机组负荷达到520～550MW时，给水泵4A前轴承（1瓦）振动最高至103/74μm，后轴承（2瓦）轴振有跟随升高现象，振动值临近给水泵汽轮机跳机保护值，给机组运行带来较大安全隐患。当机组负荷减至392MW，给水泵4A前轴承轴振降到47/32μm，后轴承轴振跟随下降。经多次加减负荷后发现，振动在机组加负荷时爬升较快，减负荷至400MW以下后振动恢复正常水平，且在机组加负荷过程中1瓦轴振有增大发散趋势。针对给水泵4A前轴承振动情况，决定在此次检修过程中开缸检修。1瓦、2瓦轴振趋势于下图1所示，其中白色曲线为2瓦轴振，红色曲线为1瓦轴振。 
图1 给水泵4A汽轮机轴承振动曲线图
3 开缸检查缺陷分析
3.1 发现缺陷
在4号机组机组调停期间，对给水泵4A进行开缸检修。经开缸检查后发现，平衡活塞汽封齿A排上方45°处存在汽封齿根部断裂情况，如下图2所示。
图2 平衡活塞汽封齿损坏状况图在进一步解体检查中，发现汽轮机侧联轴器齿轮及套筒存在严重磨损，如下图3所示，给水泵侧联轴器及齿套完好.
图3 汽轮机侧联轴器齿轮及齿套损坏状况图
3.2 平衡活塞汽封缺陷分析
从图1的振动趋势曲线可以看出，加负荷过程中1瓦轴振在短时间内上升较快，2瓦轴振呈现相同趋势，但振幅比1瓦小。这个现象比较明显是1瓦发生碰磨故障导致的振动突窜跟随。平衡活塞汽封布置于转子调节级前端，用于平衡转子轴向推力，解体中发现靠A排上方45°处汽封齿根部断裂，径向连接完整，可以推断靠近平衡活塞汽封的1瓦上下方向油膜刚度都受到程度接近偏低的影响，这与运行反馈1瓦的垂直和水平方向轴振偏差0.02mm的情况吻合。当机组负荷升高时，小汽轮机进汽量增大，会使1瓦处推力轴承支撑状态异常扩大，稳定性变差，局部破损的汽封齿部会进一步断裂，转子与对应部分汽封齿产生动静碰磨程度也会越来越严重，2瓦受到的跟随扰动也逐步加剧。
3.2 联轴器缺陷分析
联轴器用于联接汽轮机转子和被驱动机的转子(或齿轮箱主动轴)，传递运动和扭矩。齿式联轴器属可移式刚性联轴器也可称为无弹性元件挠性联轴器，它允许被联两转子间有相对轴向位移并能适量补偿两转子的径向及角向位移。
联轴器轴毂和套筒内、外齿的齿廓均为渐开线，齿形内齿是直齿，外齿有直齿和鼓形齿两种如图5所示，外齿齿顶有一小凸台，凸台顶园与内齿的齿根园直径配磨，直径间隙为0.02~0.06mm(与齿的节径大小有关)以利齿套的定心。轴毂和套筒按强度条件选用 35CrMo、25Cr2MoV 或38CrMoAl 材料制作，齿面氮化处理，通常内齿的齿面硬度高于外齿的齿面硬度。
在齿式联轴器中，轴毂与套筒之间存在相对位移，内、外齿因摩擦而发生磨损，当润滑油喷油不畅时会导致磨损加剧。另一方面由于2瓦处受到的扰动在长期的反复爬升过程中导致了机侧齿轮联轴器的内外齿间隙逐步增大，最终内外齿的磨损量超标严重，导致了机侧联轴器齿轮结构破损严重的现象。
4 缺陷应对措施及后续处理
4.1 平衡活塞汽封缺陷处理
在维修测量过程中，发现平衡活塞汽封中分面局部存在0.50mm张口，左右定位尺寸外圆为Φ874mm，较设计尺寸Φ875mm小1mm，上下尺寸完好，判断为平衡活塞汽封存在椭圆。考虑到平衡活塞汽封与外缸膨胀配合，决定对上半中分面车去0.20mm以消除张口，并对外壳顶部进行5点局部点焊，外圆整圈加工至Φ875mm保证膨胀配合。内部进行重新镶齿并将齿高加工至Φ669.05mm恢复至出厂要求。在平衡活塞汽封修复后至现场合缸滚橡皮胶，两道部分红丹粉接触，整体间隙为0.50～0.70mm，平衡活塞汽封膨胀间隙测量为0.13mm，均符合原厂设计要求。
4.2 联轴器缺陷处理
经咨询专业人士，杭州汽轮机厂分析认为机侧联轴器磨损可能由于机组长期振动或机组快速甩负荷导致。考虑到齿轮联轴器拆装的专业性，杭汽派人至现场对联轴器进行指导更换。在拆卸过程中发现泵侧联轴器齿轮无法拆除，液压拉伸器压力无法建立，经检查怀疑连接处轴颈拉毛。由于继续拆除需要对其进行烘烤，考虑到烘烤会导致轴颈处损坏，经讨论后决定此次仅更换机侧联轴器齿轮，泵侧联轴器齿轮保留使用，待下次检修进行更换。
5 缺陷处理前后数据对比
在对给水泵汽轮机平衡活塞汽封进行修复，给水泵汽轮机侧联轴器齿轮及套筒进行更换后，机组顺利一次启动成功。经过一段时间的运行监测，给水泵汽轮机在各种工况下前轴承与后轴承轴振均小于20μm，振动突窜问题顺利消除。
5 结论
给水泵小汽轮机是整个机组运行中至关重要的一个环节，对于它的振动情况同样应该给予足够的重视。所以电厂应重点进行给水泵汽轮机振动问题发生原因的进行分析研究，总结相应的振动问题防控与处理经验采用有效举措来提升给水泵的运行稳定性和安全性。本文的分析为给水泵汽轮机振动的处理工作提供了一些分析思路，可重点排查联轴器及平衡活塞汽封，对同类型机组的检修消缺具有一定的参考意义。
参考文献:
[1] 李立波, 闫清慧, 常应文. 某350MW机组汽动给水泵振动故障诊断及处理[J]. 电站系统工程, 2019, 035(001):55-57.
