提高大型火電機組TSI振動卡件抗干擾性能的方法

焦微微

(陜西華電楊凌熱電有限公司，陜西 楊凌 712100)

0 引 言

機組運行中振動的幅度是機組安全與經(jīng)濟運行的重要指標。過分強烈的振動意味著機組存在嚴重的缺陷，振動幅度過大會造成很多危害[1]，比如：調速系統(tǒng)不穩(wěn)定，進而引起調速系統(tǒng)事故；軸瓦烏金破裂，緊固螺釘松脫、斷裂；發(fā)電機勵磁部件松動、損壞，甚至機組基礎損壞，進而加劇振動；轉動部件耐疲勞強度降低，進而引起葉片、輪盤等損壞；端部軸封磨損；滑銷磨損；隔板汽封磨損；危機遮斷器誤動作。所以，在機組啟停和運行過程中，必須嚴密監(jiān)視軸承的振動情況[2]，如振動幅度過大，應采取相應的措施，保護機組設備與人身的安全。

1 機組情況及故障介紹

某廠采用東方汽輪機有限公司生產(chǎn)的CJK375/306.9-24.2/0.4/566/566型汽輪機，采用數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)技術設計制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、間接空冷、凝氣式汽輪機組。機組正常運行期間，調取6號軸承X、Y方向的振動波動歷史數(shù)據(jù)，當有功功率大于90 MW后，振動開始出現(xiàn)大幅波動[3]，而在此之前，6號軸承X、Y方向的振動曲線一直保持平穩(wěn)，如圖1所示。

圖1 發(fā)電機軸承振動歷史趨勢

2 故障分析

2.1 TDM頻譜圖數(shù)據(jù)

讀取機組TDM中6號軸承X、Y方向的頻譜圖[4]，發(fā)現(xiàn)1倍頻的分量穩(wěn)定在60 μm附近；0.5倍頻及以下的分量在較大范圍波動，波動幅度可達到80 μm；2倍頻以上的分量均有不同程度的波動，波動幅值在30 μm以內。

2.2 TSI卡件邏輯參數(shù)調整

調研同類型機組的振動情況，得知雙水內冷發(fā)電機勵磁側軸承振動普遍存在同樣的波動情況?？紤]到汽機油膜振蕩會產(chǎn)生低頻分量，而1倍頻以上的分量基本上為干擾信號，因此將TSI卡件中振動信號的頻率范圍進行調整，維持頻率下限值為5 Hz不變，將頻率上限由原來的120 Hz改為80 Hz，以達到消除1.5及以上倍頻的干擾分量的目的。

2.3 振動探頭安裝情況檢查

2.3.1 探頭安裝支架絕緣檢查

核實6號軸承振動安裝工藝，要求探頭安裝支架與發(fā)電機軸承座保持良好的絕緣。檢查拆卸下來的探頭支架，發(fā)現(xiàn)部分絕緣墊片出現(xiàn)破損現(xiàn)象，更換新品完成支架回裝時，利用萬用表檢測支架與發(fā)電機軸承座之間的絕緣電阻，其值為無窮大，滿足硬件安裝工藝的要求。

2.3.2 探頭間隙電壓檢查

利用萬用表測出6號軸承X、Y方向的間隙電壓分別為9.1 V、9.5 V，5號軸承X、Y方向的間隙電壓分別為9.3 V、9.5 V；對比5號、6號軸承的間隙電壓，確認6號軸承的間隙電壓正常。

2.3.3 電磁場干擾源檢查

核實軸振探頭信號延長線保護管是否完好，要求探頭延長線保護管使用絕緣材料，確保探頭信號線與發(fā)電機本體絕緣，以消除電磁場干擾源。

調換6號軸承X、Y方向的探頭信號源，核實前置器及信號電纜是否存在干擾因素。在振動探頭前置器處調換6號軸承X、Y方向探頭的輸入信號，DCS上6號軸承X、Y方向的顯示值隨之變動，證明振動信號干擾源來自前置器之前的部分。

3 故障處理

經(jīng)過改變TDM輸入信號的頻率、更換探頭安裝支架、對比探頭間隙電壓以及更換探頭信號源一系列調整之后，通過分析TDM的頻譜圖[5]得知，6號軸承X、Y方向的振動測量信號中含有0.5～7倍頻多種分量，其中，1倍頻信號穩(wěn)定，而其他倍頻的分量或多或少存在波動情況，尤其是0.5倍頻及以下的分量波動情況特別嚴重。降低振動卡件頻率上限值之后，再次觀察機組正常運行時6號軸承X、Y方向的運行曲線，并與修改前的情況進行對比，如圖2所示。

圖2 6號軸承X、Y方向振動頻率限幅前后對比

由圖2可以看出，修改TSI振動卡件頻率信號上限值之后，振動波動情況有所改善，波動幅度明顯減小。

4 結 語

針對該廠6號軸承X、Y方向振動大的問題，通過改變TDM輸入信號頻率、更換探頭安裝支架、對比探頭間隙電壓以及更換探頭信號源進行整改，整改后6號軸承X、Y方向的無規(guī)則振動得到了有效改善，同時確保了機組的安全穩(wěn)定運行。結合6號軸承振動的歷史曲線分析，認為軸承振動波動大與發(fā)電機電磁場有直接關系，建議該廠對同類型機組進行調研，并提前更換抗干擾能力強的振動測量裝置。