攀鋼熱電廠2＃-5＃汽輪鼓風機是攀鋼煉鐵廠1＃-3＃高爐送風系統(tǒng)的重要組成部分。風機運轉正常與否直接影響高爐的正常生產(chǎn)，從而直接影響攀鋼生鐵產(chǎn)量。
       一般說來，對于汽輪鼓風機組這樣的大型關鍵設備都設有速度保安系統(tǒng)，以保證機組速度突然升高時能自動啟動速度調(diào)節(jié)器，通過調(diào)整主氣門來調(diào)整機組轉速，使機組重新在安全轉速下運行。汽輪機在大修后，由于葉片調(diào)整、做動平衡等，可能會改變機組原先設定的安全轉速值，必須通過做超速試驗重新調(diào)整。2004年4月15日2＃汽輪機在大修后做超速試驗時，在升到4310r/min時，機組振動突然升高，被迫停機。為此，對機組振動進行了診斷分析。
一、汽輪鼓風機組構成及技術參數(shù)
        汽輪鼓風機組由汽輪機和鼓風機構成（圖1)，中間由撓性聯(lián)軸節(jié)詐接。由于該機在一階臨界轉速以上工作，故轉子為撓性轉子。
        汽輪機型號為G12-35型，單缸沖動，凝汽式，共有7個壓力級和一個雙列速度級。其技術參數(shù)如下：功率12000kW，工作轉速3700-4200r/min，一階臨界轉速2502r/min，進汽壓力3.5MPa。
        鼓風機為Z3650-5型軸流式風機，一階臨界轉速7310r/min，排風量3650m3/min。

圖1　汽輪鼓風機組構成簡圖及測點布置

二、超速試驗
        為了確定汽輪鼓風機組大修后的運轉情況和保安系統(tǒng)的可靠性，對機組做超速試驗是非常必要的。超速試驗就是讓機組在工作轉速之上持續(xù)運行直到事先設定的安全值（本機設定為4880r/min)，以檢驗在超速時機組運行的穩(wěn)定性和保安系統(tǒng)的可靠性。為了防止突發(fā)事故影響生產(chǎn)，通常只對汽輪機單機（斷開鼓風機）進行試驗。
        該機經(jīng)過9.15r/min盤車轉速充分預熱后，在30r/min沖轉，盤車機構自動脫開，轉速逐漸升高。為減少連續(xù)升速對機組產(chǎn)生扭轉振動，當升到1200r/min時，每升高100r/min運行5min，待穩(wěn)定后，再以100r/min為間隔升速。圖2為測點1垂直方向在1200r/min時的頻譜圖。由圖可見，有許多基頻及其諧波成分。

                                                                                                   圖2
        其他各瓦也有類似的情況。這說明在低轉速時，各瓦油膜形成不是很好。根據(jù)雷諾方程可知，油膜壓力與轉速成正比，故在低轉速下，油膜承壓能力低，機組存在輕微的擦瓦現(xiàn)象。圖3為1瓦垂直方向隨轉速升高時的振動趨勢圖。由圖可知，測點1垂直方向振動值在2500r/min達到較大值。這是過一階臨界轉速時引起的共振。為避開升速時一階臨界轉速對機組振動的影響，在2300-2800e/min時快速升高，當升到3000r/min時，振動趨于穩(wěn)定。以后繼續(xù)升速直到工作轉速4200r/min。根據(jù)圖3可見，振動幅值是逐漸線性上升的，這是由轉子存在輕微不平衡造成的，圖4為4200r/min時的頻譜圖，可明顯看到只有基頻成分，其諧波及其次諧波很少。說明油膜形成良好，機組運行穩(wěn)定。當升到4310e/min時，振動突然升高，機組表現(xiàn)為劇烈振動。其中1瓦垂直最大振幅達到18mm/s。超過正常值的10倍之多，機組被迫停機，超速試驗中斷。

三、振動原因分析
        圖5為4310r/min時的1瓦垂直方向頻譜圖。由圖可見，整個譜面以基頻為主，說明振動原因由轉頻引起的。懷疑振動原因可能與轉子平衡有關，但根據(jù)熱電廠做平衡時的記錄來看，不平衡量在允許范圍之內(nèi)。由前面升速時的情況來看，在工作轉速時，機組運行穩(wěn)定，振動值不大。因此可排除轉子不平衡的影響?？紤]到在4310r/min時，機組振動是突然升高的，根據(jù)振動理論和以入的經(jīng)驗判斷為共振現(xiàn)象。由于轉子在一階臨界轉速之上運行，引起共振的原因應該與轉子的二階臨界轉速和機組共振頻率有關。根據(jù)汽輪機廠家提供的資料來看，只能查到汽輪機和鼓風機的一階臨界轉速，而沒有提供汽輪機單機的二階臨界轉速。從以往做超速的情況來看，其他幾臺機組在超到4300r/min左右時，機組振動并沒有突然升高的現(xiàn)象，并且?guī)着_機組汽輪機的轉子具有互換性，而根據(jù)臨界轉速雷利公式，臨界轉速只與轉子結構、材質(zhì)有關，因此振動原因不是二階臨轉引起的，故推斷振動是由機組共振引起的。共振原因與機座支撐剛度不夠有關。

四、對策
        根據(jù)以上振動原因分析，要降低超速時的振動可通過增強機座支撐的剛度或降低轉子運動時慣性力對機座軸承的作用。由于機組支撐結構復雜，改動機座的工程龐大，因此較簡便易行的方法是通過轉移轉子重心來降低轉子慣性力對機座的沖擊振動，只須連接上聯(lián)軸節(jié)，讓轉子重心向鼓風機端轉移即可。
五、結論
        在安裝上聯(lián)軸節(jié)再次做超速試驗時，機組振動平穩(wěn)，在4300r/min左右時，各瓦振動幅值較小，圖6為該轉速下1瓦垂直方向的頻譜圖。在譜圖中1倍頻占主要成分，且其幅值僅為0.9mm/s，說明在改變轉子重心位置后，達到了降低振動的目的。在隨后的升速過程中，機組運行穩(wěn)定，當升到4880r/min，速度保安器被啟動，機組轉速隨之下降，直至降到工作轉速時穩(wěn)定下來。說明超速試驗取得圓滿成功，為機組可靠運行提供了保證。