降低汽流激振的閥序調(diào)整方法

馬保會(huì)

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊　261204)

降低汽流激振的閥序調(diào)整方法

馬保會(huì)

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊261204)

摘要：以某公司330 MW汽輪機(jī)組為例，介紹一種簡(jiǎn)單易實(shí)施的閥門(mén)順序調(diào)整方法，在機(jī)組運(yùn)行中調(diào)整高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)的開(kāi)啟順序，解決了汽流激振引起的機(jī)組軸振大、影響機(jī)組帶負(fù)荷的問(wèn)題，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；汽流激振；閥序調(diào)整；軸振

0引言

汽流激振是蒸汽激振力在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的一種自激振動(dòng)。它會(huì)降低軸系的穩(wěn)定性，產(chǎn)生很大的低頻振動(dòng)，誘發(fā)轉(zhuǎn)子失穩(wěn)，影響機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性，限制機(jī)組出力。汽流激振通常與機(jī)組所帶負(fù)荷或某一調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度有關(guān)，主要產(chǎn)生于大容量、高參數(shù)機(jī)組的高壓或高中壓轉(zhuǎn)子上。其表現(xiàn)特征為：在機(jī)組某一負(fù)荷或某一高壓調(diào)節(jié)閥(以下簡(jiǎn)稱(chēng)高調(diào)閥)達(dá)到一定開(kāi)度時(shí)，機(jī)組高中壓缸兩端軸承軸振迅速增大，產(chǎn)生較大的振動(dòng)，從而導(dǎo)致整個(gè)軸系失穩(wěn)，影響機(jī)組的安全運(yùn)行。運(yùn)行中的機(jī)組發(fā)生汽流激振時(shí)通常通過(guò)調(diào)整機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)的開(kāi)啟順序來(lái)抑制或消除振動(dòng)，提高機(jī)組帶負(fù)荷能力。一般大容量機(jī)組設(shè)置高調(diào)閥較多(4個(gè)或6個(gè))，閥門(mén)各種組合較多，逐一試驗(yàn)較繁瑣，方向性不強(qiáng)，下面針對(duì)某機(jī)組的調(diào)整經(jīng)驗(yàn)介紹一種較簡(jiǎn)單的確定最佳閥序的方法。

1機(jī)組軸振情況

某公司#1機(jī)組330 MW汽輪機(jī)組于1993年投產(chǎn)，2011年進(jìn)行通流供熱改造，改造后汽流激振引起的機(jī)組軸振大，影響機(jī)組帶負(fù)荷，2013年進(jìn)行大修后仍存在汽流激振現(xiàn)象，機(jī)組最大只能帶310 MW負(fù)荷運(yùn)行。該機(jī)組采用高中壓合缸結(jié)構(gòu)，高中壓#1，#2軸瓦均采用可傾瓦，設(shè)置4個(gè)高調(diào)閥，正常帶負(fù)荷期間采用順序閥運(yùn)行，高調(diào)閥的物理位置及汽道數(shù)如圖1所示。

圖1　高調(diào)閥的物理位置及噴嘴

2調(diào)閥不同開(kāi)度對(duì)機(jī)組軸振影響試驗(yàn)[1-2]

2.1確定機(jī)組軸振較敏感的負(fù)荷點(diǎn)

首先將機(jī)組順序閥控制切換為單閥控制，投入機(jī)組功率回路，緩慢升負(fù)荷，#1，#2軸振自機(jī)組負(fù)荷280 MW時(shí)開(kāi)始增大，繼續(xù)升負(fù)荷，至310 MW時(shí)，出現(xiàn)較大軸振波動(dòng)值，頻譜顯示振動(dòng)低頻分量明顯增加，如圖2所示。

圖2　機(jī)組振動(dòng)瀑布圖

2.2確定對(duì)機(jī)組軸振影響較大的閥門(mén)位置

機(jī)組在單閥控制、功率回路投入情況下，依次開(kāi)啟不同高調(diào)閥，記錄機(jī)組的軸振情況。具體試驗(yàn)情況如下。

(1)緩慢強(qiáng)制開(kāi)啟#1高調(diào)閥，當(dāng)#1高調(diào)閥開(kāi)度達(dá)到30.0%，其余高調(diào)閥開(kāi)度達(dá)到29.0%時(shí)，#1，#2軸承振動(dòng)較閥門(mén)在同一開(kāi)度時(shí)減小，軸振趨于穩(wěn)定，波動(dòng)值較小；繼續(xù)開(kāi)大#1高調(diào)閥至開(kāi)度為46.0%，其余高調(diào)閥開(kāi)度在28.5%時(shí)，軸振較穩(wěn)定，無(wú)明顯波動(dòng)；逐漸關(guān)閉#1高調(diào)閥，恢復(fù)至單閥控制狀態(tài)。

(2)緩慢強(qiáng)制開(kāi)啟#2高調(diào)閥，當(dāng)#2高調(diào)閥開(kāi)度為33%，其余閥門(mén)開(kāi)度為27%時(shí)，#1，#2軸振開(kāi)始增大；#2高調(diào)閥開(kāi)度達(dá)34%，其余閥門(mén)開(kāi)度為28%時(shí)，#1，#2軸振發(fā)生突升現(xiàn)象，2x，1y最大值分別達(dá)0.289，0.224 mm；立即關(guān)小#2高調(diào)閥，降低負(fù)荷至295 MW，機(jī)組軸振恢復(fù)正常；緩慢恢復(fù)至機(jī)組試驗(yàn)前狀態(tài)。

(3)緩慢強(qiáng)制開(kāi)啟#3高調(diào)閥，1y軸振明顯減小，2x，1x軸振波動(dòng)頻率減小，閥門(mén)開(kāi)度至47%時(shí)停止試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中各軸承振動(dòng)無(wú)明顯變化。

(4)緩慢強(qiáng)制開(kāi)啟#4高調(diào)閥，1x，1y，2x軸振增大，但增長(zhǎng)緩慢，閥門(mén)開(kāi)度為42%時(shí)軸振最大達(dá)0.060 mm左右，頻譜顯示振動(dòng)分量中半倍頻分量較小。

3確定最佳的閥序

由上述閥門(mén)開(kāi)度對(duì)軸振的影響試驗(yàn)可以看出，#1，#3高調(diào)閥開(kāi)度增大時(shí)，軸振有下降趨勢(shì)；#4高調(diào)閥開(kāi)度增大時(shí)，軸振略有增大，但影響較小；#2高調(diào)閥開(kāi)度增大時(shí)對(duì)軸振影響較大，對(duì)軸系穩(wěn)定性造成不利影響。因此，首先開(kāi)#1，#3，#4閥門(mén)對(duì)抑制機(jī)組汽流激振是有利的，確定可用的閥序有3種，即#1+#3 →#4 →#2，#1+#4 →#3 →#2，#3+#4 →#1 →#2，因#3+#4 →#1 →#2閥序組合在試驗(yàn)中軸振最大達(dá)0.140 mm，效果不理想，而#1+#4→#3→#2閥序組合在低負(fù)荷時(shí)會(huì)出現(xiàn)單側(cè)進(jìn)汽的情況，所以排除以上2種閥序組合，最終確定機(jī)組閥序組合為#1+#3 →#4 →#2。閥序調(diào)整后進(jìn)行試驗(yàn)，各軸承振動(dòng)保持相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)行升、降負(fù)荷試驗(yàn)，在機(jī)組負(fù)荷為335 MW時(shí)，調(diào)整進(jìn)汽參數(shù)使#2高調(diào)閥開(kāi)度達(dá)30%，機(jī)組未發(fā)生軸振突升的情況。為防止在高負(fù)荷或低參數(shù)情況下#2高調(diào)閥開(kāi)度大于30%后會(huì)再次引起機(jī)組突振，故將#2高調(diào)閥開(kāi)度限制在30%以下。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)閥序進(jìn)行調(diào)整，抑制運(yùn)行機(jī)組汽流激振的發(fā)生，是提高機(jī)組帶負(fù)荷能力的有效手段。閥序調(diào)整的基本原則為：將最易引起汽流激振的調(diào)門(mén)放在最后開(kāi)啟，必要時(shí)可對(duì)其開(kāi)度加以限制，減小其對(duì)機(jī)組軸振的影響，提高機(jī)組帶負(fù)荷能力。通過(guò)上述試驗(yàn)方法可簡(jiǎn)單確定能夠引起汽流激振的閥門(mén)，得出最有利閥序。同時(shí)應(yīng)注意，在閥序調(diào)整試驗(yàn)過(guò)程中，由于汽流激振發(fā)生突然、劇烈，對(duì)機(jī)組影響較大，應(yīng)隨時(shí)防止機(jī)組降負(fù)荷后軸振增大導(dǎo)致機(jī)組跳閘。

參考文獻(xiàn)：

[1]李剛，胥建群，李玲，等.大型汽輪機(jī)組汽流激振及配汽優(yōu)化研究[J].江蘇電機(jī)工程，2010(9)：11-15.

[2]宋光雄，陳松平，宋君輝，等.汽輪機(jī)組汽流激振故障原因及分析[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2012(10)：770-778.

(本文責(zé)編：弋洋)

收稿日期:2015-11-23；修回日期:2016-04-02

中圖分類(lèi)號(hào)：TK 267

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1951(2016)04-0043-02

作者簡(jiǎn)介：

馬保會(huì)(1973—)，男，山東濰坊人，工程師，從事汽輪機(jī)檢修及技術(shù)管理方面的工作(E-mail:xyjj001@sina.com)。