汽機(jī)停機(jī)十八胺保養(yǎng)振動高過程及分析

梁青　周亮

摘 要：本文介紹了某電廠在一次停機(jī)加十八胺保養(yǎng)中出現(xiàn)的振動異常情況，并分析可能導(dǎo)致振動異常的原因，以及后續(xù)檢修發(fā)現(xiàn)的問題及解決措施。

關(guān)鍵詞：汽機(jī)；惰走；振動；十八胺保養(yǎng)

某電廠配置有兩套180MW的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，選用美國GE公司生產(chǎn)的PG9171E燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，汽機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N60-5.6/0.56/527/255型汽輪發(fā)電機(jī)組，額定功率為60MW。

1 機(jī)組停機(jī)惰走振動變化過程

按照公司安排晚上停機(jī)前對4#鍋爐加十八胺保養(yǎng)，按照十八胺保養(yǎng)方案，蒸汽溫度需控制在300-450℃（主要是因為十八胺分解溫度為450℃），向調(diào)度申請帶負(fù)荷82MW運(yùn)行2小時。19：32令燃機(jī)按溫態(tài)開始降負(fù)荷到50MW，通知化水開始對低壓汽包加藥。19：40燃機(jī)負(fù)荷降至50MW，汽機(jī)負(fù)荷32.2MW，高壓主汽溫度474℃，壓力4.07MPa。20：05通知化水開始為高壓包加藥。20：20化水通知高壓已加完藥，要求機(jī)組運(yùn)行循環(huán)一小時，發(fā)現(xiàn)此時汽機(jī)軸振2Y從40um（降負(fù)荷前為76um）持續(xù)上漲，20：33上升到127um出現(xiàn)軸承振動高報警。20：35匯報公司領(lǐng)導(dǎo)機(jī)組振動高需要提前停機(jī)，因懷疑可能是低負(fù)荷階段末級葉片蒸汽帶水導(dǎo)致振動高，且高壓加藥后循環(huán)時間只有15min，希望嘗試提高燃機(jī)負(fù)荷以提高主蒸汽溫度看是否能降低振動值，但軸振2Y值仍持續(xù)上升至170um，立即向中調(diào)申請停機(jī)，同時令燃機(jī)開始降負(fù)荷停機(jī)，汽機(jī)快速降負(fù)荷，同時為控制高壓壓力，開汽機(jī)高壓旁路閥。檢查軸向位移、差脹、滑油壓力、軸瓦溫度、軸承回油溫度均正常。

20：51汽機(jī)解列停機(jī)。汽機(jī)解列前瓦振均合格，最高為2瓦瓦振28um。2#軸承振動X/Y：124/189um。

20：53轉(zhuǎn)速2025rpm時軸振從1X/1Y：98/80um，2X/2Y：152/174um突升1X/1Y：76.7/157um，2X/2Y：167/266um，同時1#瓦振動達(dá)199um，2#瓦振動為54.5um；此時令汽機(jī)緊急破壞真空；轉(zhuǎn)速至1414rpm時最高1X/1Y：68/179um，2X/2Y：368/495um，轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速為1350-1720rpm，第二階臨界轉(zhuǎn)速為1850-1930rpm、第三階為2100-2200rpm臨界轉(zhuǎn)速；汽機(jī)崗在現(xiàn)場未聽到金屬撞擊碰磨聲音，現(xiàn)場檢查滑油系統(tǒng)壓力溫度均正常。惰走過程中3#瓦振動最高46um、4#瓦振動最高為36.5um，惰走至1100rpm后各軸承振動逐步恢復(fù)正常。

21：29 盤車投入正常，惰走時間38min，由于提前破壞真空，較正常停機(jī)時惰走時間減少4min，本次轉(zhuǎn)子惰走至1700rpm時間為4分33秒，對比11月3日正常停機(jī)惰走至1700rpm時間為4分42秒少了9秒。盤車電機(jī)電流7A，盤車狀態(tài)下聽聲音正常。惰走過程中偏心最高是在轉(zhuǎn)速17rpm時為81um，盤車投入后偏心很快下降至正常值。

2 分析可能導(dǎo)致振動高的原因

2.1 動靜碰磨

碰磨主要發(fā)生在隔板汽封、葉片圍帶汽封、軸端汽封、各軸承的油檔部位。其中真空、凝汽器灌水、缸溫等會影響動靜間隙。

①排查真空影響：從歷史曲線可以看出在降負(fù)荷、停機(jī)過程過程中真空均無明顯變化，汽機(jī)內(nèi)缸上下缸溫度基本相同，無明顯偏差。

②軸封供汽：軸封供汽溫度和壓力偏低可能導(dǎo)致汽輪機(jī)進(jìn)冷空氣，或者導(dǎo)致汽封片局部溫度快速下降變形，導(dǎo)致汽封變形出現(xiàn)碰磨，從歷史曲線來看，軸封供汽壓力、溫度均在合格范圍內(nèi)。

③蒸汽品質(zhì)：主要是體現(xiàn)在主蒸汽溫度及壓力、主蒸汽過熱度、主蒸汽溫度變化率、主蒸汽含水及含鹽。查看歷史曲線得知補(bǔ)汽的溫度變化不大。主蒸汽溫度最低為441℃，主蒸汽過熱度至少為190℃，鍋爐汽包水位也正常，且從內(nèi)缸上下缸溫差來看，未出現(xiàn)較大溫差，實際差脹從降負(fù)荷前的0.47mm，汽機(jī)差脹的報警值為-4.0/+5.5mm，跳閘值為-4.5mm/+6.0mm，2Y振動增長時的差脹值為-0.18mm，最低降至-0.3mm，離差脹的報警值-4mm有較大距離，從這些數(shù)據(jù)來看導(dǎo)致動靜碰磨的可能性較小。

④但降負(fù)荷過程中存在主蒸汽溫度下降過快的問題，從19：32分至20：05分主蒸汽溫度從528.5℃下降至443.66℃，其中最快階段為19：38至19：48，期間主蒸汽溫度從524.89℃下降至467.09℃，平均蒸汽溫度下降速度為5.7℃/min，可能會使汽缸等高溫部件產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，嚴(yán)重時可能造成動靜部分摩擦。

2.2 油膜振蕩

發(fā)生油膜振蕩的主要特征是發(fā)生劇烈振動，振幅突然增加，聲音異常，伴隨著轉(zhuǎn)軸劇烈振動，油膜破壞，軸承金屬溫度驟升，導(dǎo)致燒瓦或軸系的破壞。但查看數(shù)據(jù)，整個過程中，軸承金屬溫度未出現(xiàn)突升情況。查看歷史曲線整個降負(fù)荷和停機(jī)過程中軸承金屬溫度、1#-4#軸承回油溫度均無明顯變化，在轉(zhuǎn)子惰走過程中1#、3#、4#軸承金屬溫度、1#-4#軸承回油溫度均一直為穩(wěn)定下降趨勢，2#軸承金屬溫度在轉(zhuǎn)速1500rpm左右時上升了3.1℃（56.1至59.23℃），一分鐘后下降至56.88℃，可能是因為此時2#軸承振動太大使軸承負(fù)荷增大導(dǎo)致，機(jī)組正常運(yùn)行時該軸承的溫度為58.5℃。如果出現(xiàn)油膜振蕩，軸承金屬溫度應(yīng)該會有更大幅度的升高。11月5日化水化驗滑油水分及顆粒度均合格。

2.3 磨擦自激振動

由動靜部分磨擦所產(chǎn)生的自激振動有兩種表現(xiàn)形式，一是摩擦渦動，另一是磨擦抖動，干摩擦一般只在很低的摩擦轉(zhuǎn)速時發(fā)生，7#停機(jī)過程中，轉(zhuǎn)速在1000RPM后振動已經(jīng)恢復(fù)正常值，與摩擦自激振動的情況不符。

2.4 轉(zhuǎn)動部位飛脫

轉(zhuǎn)動部件飛脫，振動會發(fā)生突增，參看歷史曲線，解列前振動是持續(xù)逐級遞增，未出現(xiàn)突增；機(jī)組解列后，振動峰值出現(xiàn)在臨界轉(zhuǎn)速附近，振動最高時現(xiàn)場未聽到金屬碰磨的聲音。在轉(zhuǎn)子惰走到1100RPM后振動逐步恢復(fù)正常，投盤車正常，盤車狀態(tài)下檢查聽音均正常，偏心正常。

2.5 轉(zhuǎn)子熱彎曲

運(yùn)行中汽缸進(jìn)水、進(jìn)冷空氣、動靜碰磨均有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲。

本次轉(zhuǎn)子惰走至1700rpm時間為4分33秒，對比11月3日正常停機(jī)惰走至1700rpm時間為4分42秒減少9秒。分析惰走過程中偏心數(shù)據(jù)，從曲線可以看出在轉(zhuǎn)子偏心在盤車1小時后基本趨于一致，盤車電機(jī)轉(zhuǎn)子電流約為7A，與正常停機(jī)盤車時相同，且聽音無異常。在低轉(zhuǎn)速和盤車狀態(tài)轉(zhuǎn)子應(yīng)該不存在彎曲情況。

2.6 發(fā)電機(jī)匝間短路

因振動主要在機(jī)組惰走過臨界時突升，且發(fā)電機(jī)側(cè)振動相對一致較為平穩(wěn)。不可能是因為發(fā)電機(jī)匝間短路導(dǎo)致振動高。

經(jīng)過分析總結(jié)，由于主蒸汽溫度下降速度較快，轉(zhuǎn)子收縮較快，導(dǎo)致出現(xiàn)動靜碰磨，從而在停機(jī)過臨界轉(zhuǎn)速時振動急劇增大。①通過分析降負(fù)荷及惰走階段各軸承金屬溫度、各軸承回油溫度、惰走時間、化水油樣檢測等參數(shù)，各軸瓦應(yīng)該沒有損傷；②通過對惰走及盤車階段偏心數(shù)據(jù)，振動高時現(xiàn)場聽音未有明顯的金屬摩擦聲，盤車狀態(tài)下多次現(xiàn)場聽音檢查，轉(zhuǎn)子應(yīng)該不存在彎曲情況。

11月12日，邀請電科院專家進(jìn)行分析，按照電科院專家的建議翻出汽機(jī)前后軸瓦檢查，汽機(jī)前軸瓦烏金有輕微刮痕，經(jīng)打磨后裝回，前軸封氣封片磨損比較嚴(yán)重，進(jìn)行更換；后軸承瓦塊檢查無異常。11月15日，對機(jī)組進(jìn)行試啟動，啟動過程中振動變化平穩(wěn)，數(shù)值與此次事故前基本一致，機(jī)組恢復(fù)備用。

此次停機(jī)過程中主要存在的問題：①主蒸汽溫度下降較快，雖然燃機(jī)為溫態(tài)降負(fù)荷，但沒有通知燃機(jī)在較高排氣溫度下停留，使主蒸汽溫度下降速度超過規(guī)定速度。②當(dāng)出現(xiàn)振動高時沒有立刻停機(jī)，當(dāng)振動值達(dá)到170um時才向中調(diào)申請停機(jī)，在惰走過臨界轉(zhuǎn)速時振動突然增大超過跳閘值。

作者簡介：

梁青（1984—），男，湖南新化人，運(yùn)行助理工程師，燃機(jī)輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)電廠運(yùn)行值長；

周亮（1990—），男，江蘇鹽城人，助理工程師，運(yùn)行值班員。