某汽輪機(jī)振動(dòng)大原因分析及處理

陰峰 徐劍暉 王明生

摘 要：某200MW汽輪機(jī)在進(jìn)行配重后首次啟機(jī)帶負(fù)荷時(shí)，由于1x軸振大機(jī)組停機(jī)，經(jīng)對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷最終是由于中壓缸膨脹未脹出，以及上下缸溫差偏大引起缸的變形，這兩個(gè)原因共同作用而發(fā)生了動(dòng)靜碰磨。基于此提出了提高再熱汽溫，控制缸溫差、提高軸封供汽溫度等5條措施，措施采取后效果明顯。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);振動(dòng)大;提高汽溫;建議

0 前言

振動(dòng)是汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中最常見的主要故障之一，嚴(yán)重時(shí)會(huì)行程振動(dòng)事故，汽輪機(jī)組振動(dòng)故障案例的分析和經(jīng)驗(yàn)積累對(duì)于振動(dòng)問題的解決很重要。文中某200MW汽輪機(jī)在進(jìn)行配重后首次啟機(jī)帶負(fù)荷時(shí)，由于1x軸振大機(jī)組停機(jī)，經(jīng)對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合以往的案例分析[1]，判斷最終是由于中壓缸膨脹未脹出，以及上下缸溫差偏大引起缸的變形，這兩個(gè)原因共同作用而發(fā)生了動(dòng)靜碰磨?；诖颂岢隽颂岣咴贌崞麥?，控制缸溫差、提高軸封供汽溫度等5條措施，措施采取后效果明顯。

1 系統(tǒng)及事件簡介

某廠1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)是東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的NJK200-12.7/535/535型汽輪機(jī)，為單軸、三缸雙排汽、中間再熱、間接空冷凝式汽輪機(jī)，整個(gè)機(jī)組共32級(jí)。

汽輪機(jī)共有五塊支持軸承，汽輪機(jī)的5個(gè)支持軸承分別為可傾瓦軸承及橢圓軸承。1號(hào)軸承為可傾瓦軸承，2號(hào)軸承為推力支持聯(lián)合橢圓軸承，也是轉(zhuǎn)子的死點(diǎn)。3、4、5號(hào)為橢圓軸承。

事件前機(jī)組主要參數(shù)：機(jī)組負(fù)荷121MW，真空-73.6 kPa，主汽溫527℃，再熱汽溫518℃，主汽壓力8.23MPa，再熱汽壓力1.51MPa，汽輪機(jī)1X軸振動(dòng)81μm，2X軸振動(dòng)60μm，3X軸振動(dòng)111μm，4X軸振動(dòng)75μm，5X軸振動(dòng)21μm，6X軸振動(dòng)35μm，7X軸振動(dòng)70μm，沒有正在進(jìn)行的操作。

5分鐘后汽輪機(jī)1瓦X向振動(dòng)由81μm開始上漲，除5瓦振動(dòng)下降外，其余各軸瓦振動(dòng)皆上漲，其他各參數(shù)無異常，持續(xù)觀察振動(dòng)情況。

運(yùn)行人員進(jìn)行了降負(fù)荷操作，但54分鐘后汽機(jī)各軸振動(dòng)無下降趨勢，1X振動(dòng)大汽輪機(jī)跳閘。跳閘前，各軸振，1X：287μm，1Y：116μm，2X：130μm，2Y：108μm，3X：142μm，3Y：120μm，4X：160μm，4Y：180μm，5X：105μm，5Y：45μm。

2 振動(dòng)情況

1號(hào)機(jī)組由于1X振動(dòng)大，本次啟機(jī)前進(jìn)行了配重。

配置前機(jī)組帶負(fù)荷時(shí)1X振動(dòng)為119μm，3X振動(dòng)為103μm，其他振動(dòng)不大于65μm，配重后3000r/min時(shí)，1X振動(dòng)為75μm，3X振動(dòng)為101μm，4X振動(dòng)為83μm，其余小于63μm，配重后帶負(fù)荷3X振動(dòng)為147μm，3Y振動(dòng)為121μm 其余小于73μm。

因啟機(jī)時(shí)間較倉促并未對(duì)啟動(dòng)過程進(jìn)行監(jiān)測，通過現(xiàn)場DCS查看通頻發(fā)現(xiàn)，汽機(jī)在定速3000r/min時(shí)振動(dòng)值較好，在帶負(fù)荷后3X振動(dòng)值由101.4μm上升到了147.4μm。

機(jī)組跳閘后，經(jīng)過簡單處理后重新啟機(jī)，在重新啟動(dòng)定速3000 r/min時(shí)振動(dòng)值較好，振動(dòng)最大94μm，但帶負(fù)荷后3X振動(dòng)持續(xù)增加，最大時(shí)增加至180μm。

機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)的偏心0.06mm、跳機(jī)后再次啟動(dòng)前的偏心為0.06 mm。

高壓缸熱膨脹30 mm，中壓缸熱膨脹7mm。

3 原因分析

機(jī)組在加負(fù)荷過程中發(fā)生動(dòng)靜碰磨，3X振動(dòng)值逐漸由101.4μm逐漸攀爬至147.4μm，隨后振動(dòng)發(fā)散，并影響到其他軸瓦振動(dòng)，最終因軸系振動(dòng)值過大而跳閘。

通過現(xiàn)場檢查，機(jī)組發(fā)生動(dòng)靜碰摩的可能原因有如下：

（1）可能是中壓缸膨脹未脹出（中壓缸膨脹值DCS比就地實(shí)測大1 mm左右）;

（2）可能是中壓缸外缸外壁上下溫差大（中壓缸內(nèi)缸上壁溫度不準(zhǔn)確無法準(zhǔn)確判斷）。

最終可能是由于中壓缸膨脹未脹出，以及可能上下缸溫差偏大引起缸的變形，這兩個(gè)原因共同作用而發(fā)生了動(dòng)靜碰磨。

4 治理措施

（1）中壓缸前、后、左、右架設(shè)千分表，每5分鐘記錄一次表讀數(shù);

（2）在相同負(fù)荷下，機(jī)組再熱蒸汽溫度提升至510℃到520℃之間;

（3）中壓缸內(nèi)缸上、下缸溫差調(diào)整至20℃以內(nèi);

（4）中壓軸封供汽溫度提升至220℃;

（5）根據(jù)機(jī)組絕對(duì)膨脹情況敲擊中壓缸貓爪;

（6）每個(gè)負(fù)荷調(diào)整階段都要觀察10-20分鐘，待振動(dòng)平穩(wěn)后再進(jìn)行負(fù)荷增減，振動(dòng)增加超過20μm時(shí)，停止操作。

5 治理效果及建議

采取措施后，機(jī)組負(fù)荷150MW，振動(dòng)值如表1所示。

（1）機(jī)組啟動(dòng)過程中，增加暖機(jī)時(shí)間，待汽缸膨脹完全達(dá)到正常運(yùn)行數(shù)值時(shí)，再緩慢增加負(fù)荷，并嚴(yán)密監(jiān)視軸振、脹差、上下缸溫度等參數(shù)[2]，發(fā)現(xiàn)上漲時(shí)，立即停止增加負(fù)荷，穩(wěn)定參數(shù)運(yùn)行，必要時(shí)立即降低負(fù)荷。

（2）事件分析中發(fā)現(xiàn)中壓缸內(nèi)缸上內(nèi)壁溫度的不準(zhǔn)確，無法判斷上下缸溫差是否過大，僅能通過外缸壁溫進(jìn)行判斷，因此需及時(shí)消除測點(diǎn)不準(zhǔn)缺陷，利于監(jiān)控運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張學(xué)延，張衛(wèi)軍，周亮等.國產(chǎn)600MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)問題分析及處理[J].熱力發(fā)電，2006，7（07）：44-47，49.

[2]王延博.大型汽輪發(fā)電機(jī)組TSI/TDM系統(tǒng)振動(dòng)測點(diǎn)配置基本原則研究[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2004，3（19）：193-195.