一起機(jī)組汽輪機(jī)振動大機(jī)組跳閘非停事件的原因分析及防范措施

摘 要：介紹了某電廠汽輪機(jī)振動大跳閘非停事件的經(jīng)過，分析了引起“汽輪機(jī)振動大保護(hù)”動作原因，指出了1號汽輪機(jī)高中壓缸轉(zhuǎn)子振動大存在的具體問題，提出了從運(yùn)行和檢修兩方面確保機(jī)組安全的維護(hù)要求和下一步要解決機(jī)組振動的措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；振動；跳閘； 防范措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.037

0 引言

某發(fā)電廠一期工程為2×660MW超臨界空冷機(jī)組。汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。

1 事件經(jīng)過

某電廠2號機(jī)組運(yùn)行，1號機(jī)組冷態(tài)啟動接帶330MW后出現(xiàn)汽輪機(jī)振動大情況： 1X 220um，1Y 145um，2X 95um，2Y 156um，機(jī)組振動在緩慢上升，穩(wěn)定330MW負(fù)荷運(yùn)行。1號汽輪機(jī)振動情況：1X由239 um突增至257 um，2Y由160 um突增至185 um，汽輪機(jī)跳閘，首出振動大跳閘，鍋爐MFT、發(fā)電機(jī)解列，廠用電切換正常。立即破壞機(jī)組真空。 00：27 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速1543rpm， 軸振最大：1X290um 、Y291um、2X180um 、2Y291um。 00：29 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降至1200 rpm，頂軸油泵聯(lián)啟正常， 00：58 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速到0投入盤車，惰走時間為40分鐘。

機(jī)組故障發(fā)生后，該廠聘請電力科學(xué)研究院專家、著名振動專家石教授到廠對1號機(jī)組汽輪機(jī)振動大跳閘原因進(jìn)行檢查分析判斷。5月20日召開1號機(jī)組啟動分析會，經(jīng)與會專家一致討論同意，1號機(jī)組啟動，在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時中控制1號機(jī)高、中壓缸外缸金屬溫差（高壓側(cè)）《40℃，在1000r/min進(jìn)行暖機(jī)，暖機(jī)到高中壓缸外缸金屬溫差（高壓側(cè)）《20℃后再進(jìn)行升速。1號機(jī)組于5月21日06：30點火，21：50并網(wǎng)成功，停機(jī)時間117h50min。

2 原因分析

該廠1號機(jī)組汽輪機(jī)因振動大跳閘后邀請西安西熱振動研究所有限公司石教授、電力科學(xué)研究院振動專家、哈爾濱汽輪機(jī)廠技術(shù)人員到廠檢查判斷。專家到廠后分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：該廠機(jī)組隨運(yùn)行時間增長振動逐漸增大，并且啟停約頻繁振動增長越快。結(jié)合此次開機(jī)過程分析，導(dǎo)致該廠開機(jī)振動大的主要原因是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲加劇導(dǎo)致轉(zhuǎn)子永久性彎曲，轉(zhuǎn)子永久彎曲導(dǎo)致轉(zhuǎn)子運(yùn)行振動基數(shù)變大，加上轉(zhuǎn)子開機(jī)過程中熱彎的情況導(dǎo)致溫態(tài)開機(jī)困難。并且現(xiàn)階段該廠轉(zhuǎn)子已處于非正常狀態(tài)，采取規(guī)程說明的正常開機(jī)程序是無法開機(jī)的。5月21日該廠采納專家意見根據(jù)現(xiàn)階段振動情況，確定了降低主、再熱汽溫，逐步升速觀察的開機(jī)方案。

該廠1號汽輪機(jī)自投產(chǎn)以后高中壓轉(zhuǎn)子一直存在振動大情況，并先后于2011年06月、2013年7月返廠處理，振動雖有所好轉(zhuǎn)，但振動大問題沒有得到根本解決，在機(jī)組運(yùn)行中1X、1Y、2X、2Y振動趨勢仍不斷緩慢上升。

通過此次開機(jī)可以發(fā)現(xiàn)該廠轉(zhuǎn)子現(xiàn)階段存在一定的永久彎曲導(dǎo)致振動基數(shù)較返廠檢修后增大了約50μm。同時轉(zhuǎn)子熱敏感性強(qiáng)，轉(zhuǎn)子存在一定的熱彎曲導(dǎo)致開機(jī)困難。該廠轉(zhuǎn)子現(xiàn)階段存在一定永久性彎曲和一定的熱彎曲。

3 機(jī)組運(yùn)行中防范措施

該廠結(jié)合1號汽輪機(jī)目前運(yùn)行實際情況制定了1號機(jī)組運(yùn)行期間關(guān)于汽輪機(jī)振動大重要防護(hù)要求。

3.1 運(yùn)行方面

（1）結(jié)合1號汽輪機(jī)目前運(yùn)行實際情況以安全穩(wěn)定運(yùn)行為核心，各值長安排好1號機(jī)組的運(yùn)行人員，操作上要嚴(yán)格遵照運(yùn)行規(guī)程執(zhí)行，盡量保持負(fù)荷穩(wěn)定，調(diào)峰操作時要確保機(jī)組參數(shù)平穩(wěn)，嚴(yán)禁大起大落。

（2）機(jī)組運(yùn)行中，認(rèn)真進(jìn)行監(jiān)視機(jī)組各參數(shù)，根據(jù)工況變化及時調(diào)整維護(hù)，檢查，保證各參數(shù)穩(wěn)定。各值認(rèn)真檢查各系統(tǒng)、發(fā)現(xiàn)缺陷及時聯(lián)系處理。各值根據(jù)機(jī)組運(yùn)行方式做好機(jī)組振動大的事故預(yù)想。

（3）機(jī)組運(yùn)行中，盡量保持順序閥運(yùn)行，加減負(fù)荷或變工況運(yùn)行，調(diào)整參數(shù)時，若振動有上升趨勢，及時停止，適當(dāng)緩慢降低主汽溫度10℃左右，（根據(jù)5月21日啟動，專家判斷振動對主汽溫度比較敏感，溫度降低時，振動減緩或下降）。

（4）運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)的缺陷要做及時檢修部門進(jìn)行處理，主要缺陷匯報上級領(lǐng)導(dǎo)，嚴(yán)防缺陷擴(kuò)大，影響機(jī)組安全運(yùn)行的重大缺陷值長立即匯報，監(jiān)督檢修人員及時消缺。

（5）遇有重大操作，重大檢修隔離恢復(fù)操作運(yùn)行部必須提前作好運(yùn)行方式的調(diào)整，安全、技術(shù)措施交底，部門管理人員及專工擔(dān)任后備監(jiān)護(hù)人進(jìn)行操作，確保重大操作的安全技術(shù)支持。

（6）當(dāng)班值班員要對機(jī)組振動進(jìn)行振動記錄監(jiān)視，做好記錄，當(dāng)值振動最大值及對應(yīng)負(fù)荷，參數(shù)等計入運(yùn)行日志。 確保1號機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免出現(xiàn)機(jī)組非停事件。

3.2 檢修方面

（1）設(shè)備部管理人員接到處理缺陷通知時，及時通知值班點檢人員、檢修公司檢修人員到現(xiàn)場協(xié)調(diào)缺陷處理。發(fā)生重大缺陷或事故處理時，各部門管理、技術(shù)人員等及時到現(xiàn)場協(xié)助處理。

（2）嚴(yán)格控制檢修消缺時間，點檢人員根據(jù)缺陷性質(zhì)合理安排消缺時間，若發(fā)生人員責(zé)任和協(xié)調(diào)不到位延誤消缺的事件，將按照《該廠設(shè)備缺陷管理標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)條款加倍考核。

（3）重大檢修工作，必須事先做好檢修工作三項措施，逐級審核后方可進(jìn)行工作。且在檢修工作時加強(qiáng)后備監(jiān)護(hù)。

（4）設(shè)備部各點檢人員對設(shè)備加強(qiáng)劣化分析，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷，有計劃的安排處理設(shè)備異常隱患排查。

（5）各生產(chǎn)部門要確保公用系統(tǒng)運(yùn)行正常，（如小機(jī)冷卻水系統(tǒng)、儀用壓縮機(jī)組系統(tǒng)等），確保無影響1號機(jī)組安全運(yùn)行缺陷。

4 下一步處理措施

（1）高中壓轉(zhuǎn)子的平衡：該廠高中壓轉(zhuǎn)子彎曲已影響機(jī)組正常開機(jī)，5月21日開機(jī)過程數(shù)據(jù)振動人員已進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在下次停機(jī)時繼續(xù)要求振動處理人員到廠進(jìn)行停機(jī)數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行配重。

（2）提高1、2瓦油膜剛度。在1號機(jī)組檢修期間檢查1、2瓦枕接觸情況，同時測量1、2瓦頂間隙，并咨詢制造廠合理減小瓦頂間隙，提高油膜剛度。考慮到現(xiàn)階段該廠1、2瓦能維持在66℃以下，可減小瓦頂間隙1～1.2‰。

（3）在機(jī)組檢修期間對汽輪機(jī)高、中壓缸保溫進(jìn)行拆除，重新制作，對熱控測點進(jìn)行校對。

（4）結(jié)合機(jī)組通流間隙深度改造，更換轉(zhuǎn)子，同時完善高中壓缸溫度測點，提高監(jiān)控能力。

作者簡介：崔永江（1979-），男，工程師，主要從事電廠運(yùn)行管理工作。