350 MW超臨界汽輪機(jī)組啟動時振動異常的問題及處理

張瑞山

（國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050）

350 MW超臨界汽輪機(jī)組啟動時振動異常的問題及處理

張瑞山

（國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050）

對某電廠2×350 M W汽輪機(jī)組調(diào)試啟動過程中汽輪機(jī)軸承發(fā)生振動異常問題，對由此引出的問題進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并就問題的分析、處理方法進(jìn)行了闡述。

汽輪機(jī)組；啟動；振動；處理

目前，國家對節(jié)能環(huán)保的要求越來越嚴(yán)。伴隨著我國電力工業(yè)高速發(fā)展，容量在300 MW及以上的超臨界火電機(jī)組在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的性能上已成為電網(wǎng)上的主力。大型機(jī)組的安全性至關(guān)重要。汽輪機(jī)作為發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，如出現(xiàn)故障，直接影響發(fā)電系統(tǒng)。汽輪機(jī)運(yùn)行中振動的大小，是機(jī)組安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)，也是判斷機(jī)組安裝檢修質(zhì)量的重要指標(biāo)。汽輪機(jī)運(yùn)行中振動異常，可能造成重大的危害和后果。由于機(jī)組的振動往往受多方面的影響，跟汽機(jī)本體有關(guān)的設(shè)備或介質(zhì)是機(jī)組振動的原因，比如進(jìn)汽參數(shù)、疏水、油溫、油質(zhì)等。因此，針對汽輪機(jī)異常振動原因的分析就顯得尤為重要。

1 機(jī)組及潤滑油系統(tǒng)概況

某電廠熱電聯(lián)產(chǎn)新建工程2×350 MW機(jī)組為汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、抽汽凝汽式間接空冷汽輪機(jī)，型號是C J K 350/267-24.2/0.4/566/566。汽輪機(jī)組高、中壓汽缸采用合缸結(jié)構(gòu)，通流部分反向布置。由高、中壓外缸、高壓內(nèi)缸和中壓內(nèi)缸組成，形成雙層汽缸結(jié)構(gòu)。高、中壓外缸和內(nèi)缸缸體都是合金鋼鑄件，各沿水平中分面分為上汽缸和下汽缸，上、下汽缸之間用法蘭螺栓緊固，用于機(jī)組的安裝和檢修。汽輪機(jī)軸系共由六個軸承支承。高壓缸由1#、2#軸承支承，低壓缸由3#、4#軸承支承，發(fā)電機(jī)由5#、6#軸承支承。

機(jī)組的潤滑油系統(tǒng)供給保安系統(tǒng)用油、機(jī)組軸承潤滑和盤車裝置用油；潤滑油系統(tǒng)由主油箱、主油泵、高壓交流油泵、交流潤滑油泵及直流潤滑油泵、注油器、冷油器、低油壓過壓閥、濾油器、潤滑油壓力開關(guān)等組成。機(jī)組正常運(yùn)行時，由主油泵提供保安系統(tǒng)和潤滑用油；機(jī)組起動、停機(jī)過程和靜態(tài)調(diào)試時，由交流啟動油泵提供用油；在機(jī)組潤滑油系統(tǒng)油壓降至規(guī)定值時，交流潤滑油泵、直流潤滑油泵可自動投入，供給潤滑油；機(jī)組盤車時，由交流潤滑油泵供油。

2 機(jī)組啟動時振動異常的問題及解決

2.1 首次定速3000 r/mi n時振動異常問題及解決

機(jī)組首次整套啟動，啟動參數(shù)如下：主汽壓力5.25 MP a；主汽溫度408℃；再熱蒸汽壓力0.24 MP a；再熱蒸汽溫度360℃；機(jī)組潤滑油壓力0.16 MP a；潤滑油溫度40.5℃；盤車電流23.1 A；偏心19.56 μm；左/右側(cè)熱膨脹5.88/6.73 mm；高中壓缸/低壓缸差脹2.44/3.66 mm；軸向位移-0.19 mm；系統(tǒng)真空-67.1 k P a；E H油壓12.3 MP a，E H油溫42.6℃。各項(xiàng)參數(shù)具備沖轉(zhuǎn)條件，機(jī)組沖轉(zhuǎn)至3000 r/mi n定速。軸系各軸承軸振等相關(guān)參數(shù)如表1。

機(jī)組定速30 mi n后，機(jī)組振動發(fā)生變化，其中3#、4#軸承X方向軸振示值出現(xiàn)較大擺動(3#軸承X方向軸振25～65 μm，4#軸承X方向軸振28 μm～77 μm)。經(jīng)現(xiàn)場聽音，有輕微摩擦聲。軸系各軸承參數(shù)見表2。

表1 首次定速3000 r/mi n時各軸承相關(guān)參數(shù)

表2 暖機(jī)30 mi n后各軸承相關(guān)參數(shù)

表3 機(jī)組汽封消缺后各軸承相關(guān)參數(shù)

表4 機(jī)組軸潤滑油進(jìn)油管濾網(wǎng)拆除后各軸瓦相關(guān)參數(shù)

機(jī)組振動出現(xiàn)此項(xiàng)問題，先檢查3#、4#軸承軸振傳感器是否存在缺陷，導(dǎo)致示值出現(xiàn)偏差。經(jīng)檢查后3#、4#軸瓦軸振傳感器工作正常。通過對測振儀器振動數(shù)據(jù)與圖表分析，3#、4#軸承X方向軸振中主要分量不完全為一倍頻，還有其它頻率分量振動迭加，結(jié)合3#、4#軸承X方向軸振為有規(guī)律的擺動，初步可以排除轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而引起此項(xiàng)振動。接下來，機(jī)組調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，如軸封壓力及溫度、潤滑油溫、機(jī)組真空等，振動異常現(xiàn)象沒有發(fā)生明顯變化。進(jìn)一步分析得出應(yīng)該是與汽機(jī)本體相關(guān)的介質(zhì)為引起此項(xiàng)振動異常的原因。打閘停機(jī)后，經(jīng)綜合分析，決定對機(jī)組3#、4#軸瓦進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)低壓缸兩側(cè)通流石墨汽封斷裂。缺陷消除后，繼續(xù)啟動。

2.2 機(jī)組汽封消缺后出現(xiàn)的振動異常問題及解決

汽封缺陷處理后，機(jī)組重新啟動，沖轉(zhuǎn)至3000 r/m i n定速。定速后機(jī)組軸系各軸瓦的軸振動等相關(guān)參數(shù)正常。機(jī)組進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，3 h后，機(jī)組振動發(fā)生變化，其中3#、4#軸承X方向軸振示值再次出現(xiàn)較大擺動(3#軸承X方向軸振：29～55 μm，4#軸承X方向軸振：32～69 μm)。軸系各軸承參數(shù)見表3。

機(jī)組出現(xiàn)的3#、4#軸承軸振異常問題，與先前出現(xiàn)的狀況相同。經(jīng)綜合分析，問題原因還是在汽輪機(jī)本體上。打閘停機(jī)后，對3#、4#軸瓦上、下瓦翻瓦檢查，并對潤滑油系統(tǒng)、低壓缸、后缸噴霧裝置等安裝情況復(fù)查，在對3#、4#軸瓦潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行檢查時，發(fā)現(xiàn)3#、4#軸瓦潤滑油進(jìn)油管濾網(wǎng)未拆除。

3 潤滑油進(jìn)油管濾網(wǎng)拆除后機(jī)組啟動情況

在機(jī)組軸潤滑油進(jìn)油管濾網(wǎng)拆除后繼續(xù)啟動，3#、4#軸承振動異?，F(xiàn)象消失，機(jī)組振動在合格范圍內(nèi)。軸系各軸瓦各參數(shù)見表4。

4 結(jié)語

汽輪發(fā)電機(jī)組的振動數(shù)值是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。汽輪機(jī)組的振動異常是常見的故障之一。與轉(zhuǎn)動部分有關(guān)聯(lián)的其它故障最終都要從機(jī)組的振動上表現(xiàn)出來。汽輪機(jī)運(yùn)行中振動過大，可能造成汽封、滑銷磨損、軸瓦烏金龜裂、軸系材料的疲勞強(qiáng)度降低等危害，甚至引起轉(zhuǎn)子局部受熱發(fā)生彎曲嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。因此，對于汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)生的異常振動現(xiàn)象，要仔細(xì)分析出原因，采取措施加以處理。

[1]楊志強(qiáng).汽輪機(jī)異常振動的原因與排除[J].工業(yè)技術(shù),2012，6:99.

[2]張旭蓉，龔廣雄.660 MW汽輪發(fā)電機(jī)組振動分析[J].華中電力,2006，5:71.

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