有關(guān)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組不穩(wěn)定振動(dòng)的原因分析與處理

中國水利電力物資西安有限公司 陜西 西安 710004

1 原始振動(dòng)情況與故障現(xiàn)象

該300MW機(jī)組為亞臨界一次中間再熱雙缸雙排汽反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī),根據(jù)機(jī)組實(shí)驗(yàn)階段的數(shù)據(jù)可知,一號機(jī)組在調(diào)試及驗(yàn)收階段的各瓦軸振動(dòng)值均未超過80μm,達(dá)到了良好的振動(dòng)水平。然而,隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的不斷增加,一號機(jī)組的一二號瓦軸振動(dòng)隨之變得越來越大,其主要可體現(xiàn)在,6月：一號機(jī)組熱態(tài)沖車,轉(zhuǎn)速上升到1589r/min的時(shí)候,一、二號瓦軸振動(dòng)與瓦振出現(xiàn)的最大值分別為114μm與89μm。7月：一號機(jī)組熱態(tài)打閘停機(jī),轉(zhuǎn)速惰走到1552r/min時(shí),一、二號瓦軸振動(dòng)與瓦振的最大值分別達(dá)到了143μm與124μm。8月7日：一號機(jī)組溫態(tài)啟動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到1643r/min時(shí),一號瓦軸振動(dòng)與瓦振動(dòng)的最大值為155μm與19.01μm,二號瓦軸的最大振動(dòng)值為143μm。與此同時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到1709r/min時(shí),一號瓦軸振動(dòng)與瓦振的最大振動(dòng)值為156μm與10.96μm,二號瓦軸振動(dòng)最大值為111μm,瓦振動(dòng)為5.14μm。8月14日：一號機(jī)組打閘停機(jī),惰走到1704r/min時(shí),一號瓦軸振動(dòng)為264μm,瓦振動(dòng)為21.551μm,二號瓦軸振為202μm,瓦振動(dòng)為10.53μm。由這幾次啟停機(jī)情況可知,機(jī)組在過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)存在振動(dòng)過大的情況。

2 300MW汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因與處理措施

2.1 升降速試驗(yàn) 根據(jù)一號機(jī)組多次啟停的數(shù)據(jù)可知,一二號軸振在過高中壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)候,有著明顯增加的情況,而且該情況正在不斷趨向惡化。因此,為了能夠?qū)σ欢柕耐哒駝?dòng)原因有明確的判斷,電廠可通過對一號機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)升速與降速實(shí)驗(yàn),利用有關(guān)振動(dòng)監(jiān)測儀對一二號瓦振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,利于分析判斷。

2.2 振動(dòng)原因分析 根據(jù)數(shù)據(jù)記錄可知,一二號瓦在高中壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)候,發(fā)生了瓦軸增加的現(xiàn)象。在升降速的實(shí)驗(yàn)中,兩者的振動(dòng)幅值與相位的重現(xiàn)性較好?？梢?一號機(jī)組在高中壓轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡的時(shí)候,會出現(xiàn)漸進(jìn)式彎曲現(xiàn)象。該現(xiàn)象也是導(dǎo)致一二號瓦在過臨界,軸振動(dòng)增加的主要原因。另外,無論是從一號機(jī)組啟動(dòng)與停機(jī)時(shí)的串軸,還是從氣缸金屬溫度等參數(shù)上來看,此過程并沒有任何因素影響轉(zhuǎn)子,讓其發(fā)生彎曲現(xiàn)象,因此,可以排除因運(yùn)行操作等人為原因造成振動(dòng)異常。在后續(xù)檢查一二號瓦時(shí)也沒有發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象,所以,可以排除因軸瓦原因?qū)е碌恼駝?dòng)故障。機(jī)組在過臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)候,其振動(dòng)值并沒有超標(biāo),但在后續(xù)的啟停機(jī)中,振動(dòng)卻發(fā)生了增加,特別是在熱態(tài)沖轉(zhuǎn)時(shí),振動(dòng)情況愈發(fā)明顯。

3 處理措施

通過上述原因,可采取以下幾個(gè)方面措施進(jìn)行優(yōu)化改善。首先,在處理這類振動(dòng)故障前,需要對同類型機(jī)組出現(xiàn)過類似的問題進(jìn)行調(diào)研,并且邀請具有權(quán)威性的專家在啟停機(jī)準(zhǔn)備階段針對該機(jī)組開展全面的故障處理工作。其次,根據(jù)現(xiàn)場模型計(jì)算出最終結(jié)果。另外,就改善后的300MW汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況來看可知,一號機(jī)組高中壓轉(zhuǎn)子在加了平衡塊之后,其一二號瓦軸的振動(dòng)值有了明顯下降,并控制在了70μm中,振動(dòng)狀態(tài)也變得越發(fā)穩(wěn)定。

4 機(jī)組啟動(dòng)過程中的注意事項(xiàng)

4.1 機(jī)組暖機(jī)時(shí),必須避開轉(zhuǎn)子、葉片的共振頻率；

4.2 在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)內(nèi)時(shí),轉(zhuǎn)速“保持”指令無效；

4.3 升速暖機(jī)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制機(jī)組的振動(dòng)符合要求；超標(biāo)時(shí),應(yīng)降低轉(zhuǎn)速至振動(dòng)正常值,在此轉(zhuǎn)速下暖機(jī),匯報(bào)值長；

4.4 機(jī)組啟動(dòng)過程中因振動(dòng)異常停機(jī)必須回到盤車狀態(tài),應(yīng)全面檢查、認(rèn)真分析、查明原因。當(dāng)機(jī)組已符合啟動(dòng)條件時(shí),連續(xù)盤車不少于4小時(shí)才能再次啟動(dòng),嚴(yán)禁盲目啟動(dòng)；

4.5 機(jī)組啟動(dòng)過程中,在中速之前,軸承振動(dòng)超過0.03mm,立即打閘停機(jī)；

4.6 低速時(shí)應(yīng)著重監(jiān)視軸振的變化情況。一階臨界轉(zhuǎn)速以下時(shí)瓦振應(yīng)＜0.04mm、軸振＜0.076mm,若振動(dòng)大于上述值時(shí)應(yīng)立即打閘停機(jī),查找原因；

4.7 汽輪機(jī)通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí),機(jī)組軸振大于0.125mm時(shí)報(bào)警,當(dāng)達(dá)到0.254mm時(shí),機(jī)組跳閘。機(jī)組啟動(dòng)過程中,通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí),軸承振動(dòng)超過0.1mm或相對軸振動(dòng)超過0.254mm時(shí),立即打閘停機(jī),嚴(yán)禁強(qiáng)行通過臨界轉(zhuǎn)速或降速暖機(jī)；

4.8 機(jī)組運(yùn)行中要求軸承振動(dòng)不超過0.03mm,或相對軸振動(dòng)不超過0.08mm,超過時(shí)應(yīng)設(shè)法消除,當(dāng)相對軸振動(dòng)大于0.254mm應(yīng)立即打閘停機(jī)；當(dāng)軸承振動(dòng)變化±0.015mm或相對軸振動(dòng)變化±0.05mm,應(yīng)查明原因設(shè)法消除,當(dāng)軸承振動(dòng)突然增加0.05mm,立即打閘停機(jī)；

4.9 汽輪機(jī)進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)后,注意檢查下缸內(nèi)壁溫度的變化趨勢,當(dāng)出現(xiàn)上、下缸溫差明顯增大時(shí)應(yīng)停止升速,避開臨界轉(zhuǎn)速加強(qiáng)暖機(jī)。現(xiàn)場檢查汽缸本體疏水門是否全開,檢查進(jìn)汽參數(shù),若蒸汽帶水,應(yīng)立即打閘；

5 結(jié)束語

總而言之,300MW汽輪發(fā)電機(jī)組是我國在發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)中的重要組成部分。針對300MW汽輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中存在振動(dòng)過大的情況,必須通過對問題進(jìn)行深入分析,了解導(dǎo)致振動(dòng)出現(xiàn)的原因,并根據(jù)該原因給出具體的處理措施,只有這樣才能讓300MW汽輪發(fā)電機(jī)組在今后得到可持續(xù)發(fā)展,并在新時(shí)代中發(fā)揮其該有的作用,真正達(dá)到穩(wěn)定高效的目的。