在某大型合成氨裝置中，合成氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)采用由意大利新比隆公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的中壓冷凝式蒸汽輪機(jī)。自2002年初到8月份．該汽輪機(jī)振動(dòng)逐漸增加，在同樣工況下前軸承處振動(dòng)由25µm慢慢上升至近70µm，特別是在開停車過程中，前軸承處軸振動(dòng)達(dá)125µm以上，另外軸承座外殼振動(dòng)和現(xiàn)場噪音也明顯增大，嚴(yán)重影響機(jī)組本身和整個(gè)合成系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高負(fù)荷運(yùn)行。

1 汽輪機(jī)支承系統(tǒng)簡介

合成氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)型號(hào)為ENK32/45汽缸靠兩側(cè)的貓爪和后端兩側(cè)的支板支承在后機(jī)架上，缸體后端兩側(cè)支板處各設(shè)一橫銷，缸體前后兩端下面中間部位各設(shè)一縱銷，這樣整個(gè)缸體的定位死點(diǎn)就處于后端，開停車時(shí)缸體以后端為定位端向前膨脹或向后收縮。

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子支承在前后徑向軸承上，前后徑向軸承分別安裝在前后軸承座內(nèi)，在前軸承座內(nèi)還安裝有止推軸承。汽輪機(jī)前軸承座安裝在前機(jī)架上．四角由4個(gè)球形墊圈支承，球形墊圈的高度可由下部的調(diào)整螺母調(diào)節(jié)，軸承座兩側(cè)各用2個(gè)固定螺栓壓緊，并且固定螺栓都采取了防松措施。前軸承座兩側(cè)通過2根以汽缸前端伸出的懸臂桿同缸體連接，當(dāng)缸體向前膨脹時(shí)，懸臂螺桿也推動(dòng)前軸承座在球形墊圈上向前移動(dòng)，為此在冷態(tài)安裝時(shí)，軸承座固定螺栓不壓死，其頭部同壓板間預(yù)留有0.02～0.03mm的膨脹間隙A。

為保證軸承座的左右方向定位，在軸承座的下方還設(shè)有一縱向?qū)тN。

2 振動(dòng)原因查找和分析

為查找合成氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因。在2002年年度大修前，多次對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)前軸承座的4個(gè)固定螺栓頭部同壓板間有較大間隙，且分布不均勻，順著汽輪機(jī)方向看，4個(gè)螺栓的間隙分別為：前左0.50mm，前右0.60mm，后左1.10mm，后右1.20mm.。

汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于軸承座受熱膨脹，補(bǔ)償了軸承座固定螺栓頭部同壓板間冷態(tài)預(yù)留的膨脹間隙，二者間應(yīng)基本處于無間隙狀態(tài)。由圖l可以看出，軸承座每側(cè)2個(gè)固定螺栓都采取了連接點(diǎn)焊的防松措施，因此螺栓不會(huì)自己松動(dòng)退出。因此固定螺栓頭部同壓板間出現(xiàn)較大間隙的原因只能是軸承座出現(xiàn)了下沉，軸承座與固定螺栓對(duì)應(yīng)處下移量大致等于該部位實(shí)際出現(xiàn)的間隙量。在前軸承座中，徑向軸承的安裝位置靠近后端兩個(gè)支承點(diǎn)，由于軸承座后端下沉量較大，所以徑向軸承實(shí)際下沉量要大于軸承座平均下沉量（0.85mm）。

汽輪機(jī)前徑向軸承隨軸承座下沉，引起其上支承的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子前端下沉，轉(zhuǎn)子下沉量大致等于前徑向軸承下沉量。經(jīng)查資料汽輪機(jī)前軸封，平衡盤汽封及前幾級(jí)葉輪汽封處徑向間隙均為0.20～0.40mm，因此轉(zhuǎn)子的下移量足以使轉(zhuǎn)子前端同汽缸前汽封下部及前幾級(jí)隔板汽封下部產(chǎn)生磨擦，引起轉(zhuǎn)子和汽缸振動(dòng)，轉(zhuǎn)子振動(dòng)帶動(dòng)軸承座產(chǎn)生振動(dòng)。因汽缸質(zhì)量較大，受影響相對(duì)小些。由于磨擦主要發(fā)生在前端，所以轉(zhuǎn)子前端及前軸承座振動(dòng)升幅比后端要大。動(dòng)靜部件間的磨擦和產(chǎn)生的振動(dòng)也使現(xiàn)場噪音有所增加。

軸承座四角不均勻下沉，也破壞了軸承座中心線同轉(zhuǎn)子中心線的平行狀態(tài)，使徑向和止推軸承瓦塊工作狀況變壞；另外軸承座帶動(dòng)轉(zhuǎn)子下沉，還使轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)的徑向位置嚴(yán)重偏心，這些都是激起轉(zhuǎn)子振動(dòng)的重要原因。

分析認(rèn)為造成軸承座下沉的原因大致有3點(diǎn)：①球形墊下部與可調(diào)支承螺母間磨損；②球形墊上部與軸承座下支承面間發(fā)生磨損；③可調(diào)支承螺母松動(dòng)下移。

3 故障排除

2002年大修中，把合成氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)檢修重點(diǎn)放在前軸承座上。將前軸承座吊出檢查，發(fā)現(xiàn)四角支承系統(tǒng)中的4個(gè)可調(diào)支承螺母均緊固良好。但是，軸承座下部支承面同球形墊接觸處磨出4個(gè)深度不同的環(huán)形凹坑，其深度為：前左0.20 mm，前右0.40 mm，后左0.50 mm，后右0.80 mm。檢查前軸承徑向瓦塊和推力瓦塊，均出現(xiàn)偏磨。汽輪機(jī)缸體前端軸封、平衡盤密封、缸體前半部各級(jí)葉輪密封的汽封齒被嚴(yán)重磨損。轉(zhuǎn)子上鑲嵌的前軸封齒，前幾級(jí)葉輪的級(jí)間汽封齒都嚴(yán)重磨損。

在開停車過程中，汽輪機(jī)前軸承座要在其球形支承墊上前后移動(dòng)，但當(dāng)軸承座下部支承面被球形墊磨出凹坑后，球形墊上部便有部分嵌入凹坑內(nèi)，嚴(yán)重影響軸承座的前后正常滑動(dòng)。

檢修中，把前軸承座下部支承面精加工處理，消除凹坑，對(duì)下半缸內(nèi)磨損的汽封齒進(jìn)行了修復(fù)，更換了4套球形墊及下部調(diào)節(jié)系統(tǒng)，還更換了前端軸封套、平衡盤汽封套、轉(zhuǎn)子、軸承。前軸承座就位后，以缸體為基準(zhǔn)，按原始安裝標(biāo)準(zhǔn)重新調(diào)整軸承座的高度，水平度和左右位置，使軸承座中心同缸體中心同心。

檢修后開車一年多來，合成氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)軸振動(dòng)值小于30µm，前軸承處軸振動(dòng)值在滿負(fù)荷、超額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)也不超過20µm，開停車過程軸振動(dòng)值小于50µm，汽輪機(jī)前軸承座外殼振動(dòng)及現(xiàn)場噪音也大大降低。

4 結(jié)束語

此合成氨裝置中使用的4臺(tái)蒸汽輪機(jī)，其軸承座的支承方式都是采用四角4個(gè)球形墊支承，這種支承方式的優(yōu)點(diǎn)是軸承座移動(dòng)靈活，上下位置調(diào)整方便，其不足就是支承承力面較小，由于振動(dòng)等原因，支承元件容易發(fā)生磨損，引起軸承座下沉。因此，在對(duì)大機(jī)組的日常巡檢及檢修時(shí)，要把汽輪機(jī)軸承座支承系統(tǒng)的檢查作為重點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然。必要時(shí)可采取在兩側(cè)支承元件間各加一備用支承板的措施，如圖1中所示的部件（備用支承板上部同軸承座下支承面間預(yù)留0.05～0.06 mm間隙），能有效地防止因軸承座下降過多造成的動(dòng)靜部件磨擦。