660 MW機組給水泵汽輪機振動診斷及處理

陳 晨， 方玉享， 傅行軍， 邢海波

(1. 東南大學 火電機組振動國家工程研究中心， 南京 210096；2. 皖能馬鞍山發電有限公司， 安徽馬鞍山 230071)

660 MW機組給水泵汽輪機振動診斷及處理

陳 晨1， 方玉享2， 傅行軍1， 邢海波1

(1. 東南大學 火電機組振動國家工程研究中心， 南京 210096；2. 皖能馬鞍山發電有限公司， 安徽馬鞍山 230071)

某電廠660 MW超臨界機組2號機組B給水泵汽輪機自投入運行一段時間后多次發生突發性異常振動。經過對該給水泵汽輪機進行變油溫試驗以及全程振動測試分析，提出了振動處理方案并在大修中實施。經處理后該給水泵汽輪機振動故障消除，可靠性得到了提高。

給水泵汽輪機； 突發振動； 變油溫； 動平衡

電站輔機為電站設備的重要組成部分，是電站設備正常運行所必不可少的設備。如今隨著大容量高參數機組的迅速發展，輔機的單機容量也越來越大，解決輔機運行過程中出現的問題顯得尤為重要。

某電廠660 MW超臨界機組2號機組B給水泵汽輪機自運行以來多次發生突發性異常振動，運行人員須及時調整運行方式(如降低機組負荷、降低B給水泵汽輪機轉速等)，爬升的振動值才得以回落，這為汽輪機組的運行帶來極大的不便，已嚴重影響和威脅機組的安全。為了解決該問題，東南大學火電機組振動國家工程研究中心對該給水泵汽輪機進行了變油溫試驗，在大修停機前、大修開機后的整個過程對機組振動進行了監測記錄，并根據監測數據內容對該給水泵汽輪機故障作出診斷，提出并實施處理方案。

1 振動情況

該汽輪機組B給水泵汽輪機為驅動給水泵用變轉速凝汽式汽輪機，型式為單氣缸、單轉子、沖動、單流、純凝汽式、具有高排汽內切換。排汽方式為后汽缸向下排汽，排汽進入主凝汽器。最大功率14 MW，額定功率9.947 MW，連續運行調速范圍在2 800～6 000 r/min，額定轉速為5 319 r/min。

根據全過程監測數據顯示：B給水泵汽輪機在高轉速下10～30 min內2號瓦便出現大幅爬升，2號瓦X向振動有時爬升到將近跳機值，在2號軸振大幅爬升的同時1號、3號和4號瓦振動也明顯爬升，而且這種突發性振動發生的概率有增加的趨勢。同時該給水泵汽輪機在正常運行時還存在1號瓦X方向振動偏大(在報警值附近)。

2 變油溫試驗

根據振動狀況，該給水泵汽輪機經常出現0.5倍頻失穩振動，這是油膜失穩故障的典型特征。油膜失穩是轉子系統失穩中的一種，為轉子系統內部因素激發的自激振動，其特點為隨轉速變化時頻率始終為轉動頻率的一半。

為了進一步查明機組是否出現油膜失穩，進行了變軸瓦潤滑油溫試驗，轉速維持在5 000～5 500 r/min，從12：00到15:15，給水泵汽輪機冷油器出口油溫從45 ℃逐漸降至36.3 ℃。14:40時軸轉速為5 494 r/min，各軸承振動值見表1；15:17時轉速5 052 r/min，各軸承振動值見表2。整個變油溫試驗過程2號瓦X方向振動趨勢圖見圖1。

表1 各軸承振動值

μm/μm∠(°)

表2 各軸承振動值

μm/μm∠(°)

圖1 2號瓦X方向振動趨勢

由表2、圖1數據可知：潤滑油溫低時2號瓦X方向出現波動現象，波動時最大幅值達到了波動前的2倍，說明低油溫時2號瓦穩定性變差；另外，1號瓦X方向振動偏大。

3 大修前后振動情況

3.1 振動測試

2號機組于2015年9月16日停機大修,在降速過程中給水泵汽輪機過一階臨界時(1 950～2 000 r/min)振動并不大。

當停機降速至4 000 r/min時， 2號瓦X方向振動出現明顯的半頻分量(頻譜圖見圖2)，并且有增大的趨勢。半頻分量的頻率恰好是給水泵汽輪機轉子一階固有頻率，進一步說明2號瓦穩定性差。由于該B給水泵汽輪機為低參數，故排除氣流激振的影響，可以判定為油膜失穩導致振動異常[1]。

圖2 2X頻譜圖

3.2 振動分析及處理

(1) 鑒于給水泵汽輪機在高負荷高轉速工況下偶爾出現突發性振動波動現象，結合試驗結果，給水泵汽輪機2號軸承振動在低潤滑油溫出現波動，且在4 000 r/min時出現半頻失穩振動。分析認為2號瓦穩定性不良，為提高穩定性，本次大修抬高2號瓦標高0.05～0.1 mm，同時兼顧對輪中心工藝要求。

(2) 聯軸器缺陷是高轉速振動突發性波動原因之一，本次大修更換聯軸器，嚴格新聯軸器安裝工藝。

(3) 根據負荷轉速升高至4 000 r/min后，1號瓦振動隨轉速升高而增大，并結合給水泵汽輪機出廠超速試驗時振動特性，出現1號、2號瓦軸振反向分量較大，故存在二階不平衡分量。本次大修在給水泵汽輪機轉子上(1號、2號瓦兩側)進行現場動平衡，加重方案在扣缸前實施。加重方案為：P1=36 g∠325°，P2=36 g∠145°，見圖3。

圖3 動平衡示意圖

2015年11月17日凌晨對B給水泵汽輪機沖轉過程未檢測到突發性振動。

11月25日主機帶負荷后，測得B給水泵汽輪機振動，通過圖1、圖4可以看出大修后2號瓦X方向波動消除，穩定性得到提高。

圖4 大修后2號瓦X方向方向振動趨勢

4 結語

根據B給水泵汽輪機振動情況及處理后得出：

(1) 異常振動與2號瓦穩定性不良直接相

關，通過抬高2號瓦標高，提高了穩定性。

(2) 聯軸器不良也是影響振動的重要因素，通過更換連軸器，消除了對穩定性擾動因素。

(3) 給水泵汽輪機轉子存在二階不平衡分量，使得1號瓦X方向軸振偏大，通過動平衡改善了1號瓦X方向軸振。

(4) 鑒于2號瓦穩定裕度不高，建議潤滑油溫控制在40～44 ℃。

實施處理方案后，監測顯示2號機組B給水泵汽輪機突發性振動情況沒有發生，達到穩定運行的要求[2]。

[1] 孫荃. 火電廠汽輪機輔機常見故障及檢修方法研究[J]. 黑龍江科技信息, 2015(24): 40-41.

[2] 劉樹鵬, 王延博. 某電廠660 MW超超臨界機組振動故障診斷及處理[J]. 電站系統工程, 2014, 30(5): 62, 65.

Vibration Diagnosis and Treatment for the Feed Pump Turbine of a 660 MW Unit

Chen Chen1, Fang Yuxiang2, Fu Xingjun1, Xing Haibo1

(1. National Engineering Research Center of Turbogenerator Vibration, Southeast University,Nanjing 210096, China; 2. Wenergy Maanshan Electric Power Generation Co., Ltd.,Maanshan 230071, Anhui Province, China)

Sudden abnormal vibrations have occurred for many times in auxiliary engine B of the No.2 600 MW ultra-supercritical unit in a power plant since its operation for a period of time. Through variable oil temperature test, diagnostic analysis and vibration measurement of the feed pump turbine, a vibration treatment scheme is provided and implemented during overhaul, after which the vibration faults are finally eliminated, while the reliability of the feed pump turbine is improved.

feed pump turbine; sudden vibration; variable oil temperature; dynamic balance

2016-04-14；

2016-04-21

陳 晨(1992—)，男，在讀碩士研究生，研究方向為汽輪機振動處理診斷。

E-mail: 742619270@qq.com

TK264.12

A

1671-086X(2017)01-0052-03