燃?xì)?br/>——蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)與處理

施曉剛

（中海油深圳電力有限公司，廣東深圳 518210）

0 引言

燃?xì)狻⒄羝葐雾?xiàng)設(shè)備運(yùn)行效率的提升，經(jīng)常會(huì)受到一些因素的影響，導(dǎo)致運(yùn)行效率無(wú)法得到有效的提升。因此，要想保證燃?xì)狻⒄羝鹊脑O(shè)備的運(yùn)行效率，一定要做到能源階梯利用的方式，以充分利用各品位的熱能，以此提升燃?xì)狻⒄羝壬a(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率。因此，在這樣的情況下，燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組隨之產(chǎn)生[1]。但是，在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些運(yùn)行故障，振動(dòng)就是其中的一個(gè)，看似問(wèn)題不斷，若是不及時(shí)處理的話(huà)，其后果也是非常嚴(yán)重的。因此，為了保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要根據(jù)振動(dòng)溫度產(chǎn)生的原因，采取有效、合理的處理措施，降低振動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生的概率，進(jìn)而保證發(fā)電廠(chǎng)的綜合效益。

1 案例概況分析

以發(fā)電廠(chǎng)中燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組為例，型號(hào)V94．3A。該型號(hào)的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組主要采用單缸單軸、軸向排列方式，并且燃燒室為環(huán)形的狀態(tài)。同時(shí)，燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組中的發(fā)電機(jī)為冷端驅(qū)動(dòng)，并且與燃?xì)廨啓C(jī)剛性連接，利用刷勵(lì)磁方式，冷卻系統(tǒng)為：水—?dú)洹獨(dú)洹Ｉ钲陔娏τ邢薰纠闷喰吞?hào)：H0-25.E-30-25-1x12.5，為三壓、再熱、雙缸凝汽式汽輪機(jī)，并且在運(yùn)行的過(guò)程中，以全周進(jìn)汽式、無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)，與電機(jī)離合器連軸進(jìn)行聯(lián)系，完成單軸配置運(yùn)行體系[2]。通常情況下，燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組共有8個(gè)支承軸承，如圖1所示。

另外，根據(jù)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)記錄，負(fù)荷在400 MW狀態(tài)下，燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組出現(xiàn)了異常振動(dòng)的狀態(tài)下，最大振動(dòng)參數(shù)值為140 μm，影響了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致設(shè)備故障的產(chǎn)生，發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)不得不停止，影響其綜合效益。面對(duì)這樣的情況，工作人員對(duì)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)行了診斷和分析。

圖1 燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組支承軸承

（1）在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)子熱彎曲導(dǎo)致運(yùn)行性能處于不平衡的狀態(tài)，因此振動(dòng)信號(hào)的主頻依舊為工頻[3]。但是，在運(yùn)行的過(guò)程中，受到?jīng)_擊和非線(xiàn)性等因素的影響，燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組就會(huì)出現(xiàn)少量的振動(dòng)，若是不及時(shí)的處理，就會(huì)導(dǎo)致燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組出現(xiàn)運(yùn)行故障。

（2）若是燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組結(jié)構(gòu)零件出現(xiàn)較大的摩擦力，振動(dòng)的幅值和相位都具有波動(dòng)特性，若是波動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，振動(dòng)頻率就會(huì)增加，嚴(yán)重影響了燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（3）燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生高溫現(xiàn)象，在這樣的情況下轉(zhuǎn)子受到高溫的影響，就會(huì)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題的產(chǎn)生[4]。另外，由于轉(zhuǎn)子受到高溫環(huán)境的影響，轉(zhuǎn)子自身材料受到影響釋放熱量，這樣燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)頻率就會(huì)增加，影響了發(fā)電廠(chǎng)的正常生產(chǎn)。

（4）長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行各項(xiàng)零件的摩擦力就會(huì)增加，導(dǎo)致燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組結(jié)構(gòu)受熱面不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)局部溫度相對(duì)加高，產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡，導(dǎo)致燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題的產(chǎn)生。

2 燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題處理方式

針對(duì)上述所分析的內(nèi)容，本段內(nèi)容提出了燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題解決和處理的主要措施，其目的就是保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低振動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生的概率，進(jìn)而保證發(fā)電廠(chǎng)的綜合效益。

2.1 振動(dòng)參數(shù)采集

在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)處理之前，需要對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行全面的采集，例如：在上述案例中，本廠(chǎng)對(duì)汽輪機(jī)組降負(fù)荷及停運(yùn)過(guò)程的振動(dòng)情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，根據(jù)測(cè)試的參數(shù)進(jìn)行采集和分析（表1），這樣可以為燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題處理，提供了重要參考依據(jù)，保證振動(dòng)處理的準(zhǔn)確性。

另外，在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行的過(guò)程中，從各項(xiàng)參數(shù)中可以分析和計(jì)算出，正常運(yùn)行及降負(fù)荷過(guò)程中各軸瓦振動(dòng)幅值和相位變化平緩，這樣就說(shuō)明燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，若是情況方向反的話(huà)，就說(shuō)明燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象，需要采取措施進(jìn)行處理[5]。

表1 某發(fā)電廠(chǎng)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)數(shù)據(jù)

2.2 振動(dòng)處理

在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)參數(shù)采集而結(jié)束以后，需要根據(jù)實(shí)際情況采取合理的解決措施，以此保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)處理的穩(wěn)定性，提升燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，具體的處理方式如下。

（1）從燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組中的單轉(zhuǎn)子汽輪機(jī)的角度來(lái)說(shuō)，需要安裝一個(gè)配置相對(duì)較高的調(diào)門(mén)，這樣對(duì)振動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)生起到一定的抑制作用。同時(shí)，在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)處理的過(guò)程中，需要對(duì)轉(zhuǎn)子的熱變形，以及運(yùn)行結(jié)構(gòu)摩擦等方面，進(jìn)行綜合性的考慮，對(duì)溫度和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，一定要保證處于平衡的狀態(tài)下，這樣才能降低燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生的概率。

（2）在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題處理的過(guò)程中，需要對(duì)其運(yùn)行溫度進(jìn)行重點(diǎn)處理，可以從2個(gè)方面展開(kāi)：①在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)不變的情況下，一定要保證機(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)本身達(dá)到一個(gè)平衡的狀態(tài)，質(zhì)量不平衡位置或者狀態(tài)也相對(duì)較為穩(wěn)定，這樣才能保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，避免振動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生[6]；②機(jī)組系統(tǒng)若是處于長(zhǎng)期運(yùn)行的狀態(tài)，需要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行表面的溫度進(jìn)行檢查，不能出現(xiàn)局部溫度較高的現(xiàn)象，加強(qiáng)溫度的控制力度。同時(shí)，在處理的過(guò)程中，一定要保證振動(dòng)幅值和相位變化溫度的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)變，這樣燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組會(huì)形成一個(gè)新的平衡力，進(jìn)而保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是，這樣的處理方式多少會(huì)產(chǎn)生靜摩擦的現(xiàn)象，但這種摩擦不會(huì)影響燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行。

（3）需要對(duì)速度、負(fù)荷、溫度、勵(lì)磁電流、時(shí)間等方面的參數(shù)值進(jìn)行分析，根據(jù)其參數(shù)值分析運(yùn)行的平衡力。若是運(yùn)行速度提升，需要將轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，呈現(xiàn)二次方程正比，以此保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)，若是轉(zhuǎn)速振動(dòng)頻率相對(duì)較大，需要對(duì)相位不變化及相鄰軸承相位出現(xiàn)同相或相反進(jìn)行調(diào)整，降低燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)運(yùn)行產(chǎn)生的頻率。

（4）針對(duì)常見(jiàn)因素所引發(fā)的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題，需要根據(jù)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行定期維護(hù)和調(diào)整，尤其是運(yùn)行參數(shù)方面，一定要滿(mǎn)足燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，最大程度上保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

以案例的形式，對(duì)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行分析，基于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組在振動(dòng)問(wèn)題，提出處理方法，主旨是降低燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生的概率，保證燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。