300MW汽輪機(jī)組汽流激振問(wèn)題及處理分析

周興泉

摘 要：汽輪機(jī)組汽流激振問(wèn)題是現(xiàn)階段各類汽輪機(jī)運(yùn)行中所要面臨的不良現(xiàn)象，該現(xiàn)象主要表現(xiàn)于高壓轉(zhuǎn)子上，繼而對(duì)汽輪機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。而由于汽輪激振問(wèn)題的成因往往比較復(fù)雜，這就需要相關(guān)人員對(duì)汽輪機(jī)組的運(yùn)行情況加以科學(xué)分析，由此確保汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行。故本文就對(duì)300MW汽輪機(jī)組汽流激振問(wèn)題的成因展開探究，并針對(duì)其問(wèn)題成因分析了具體的處理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)組;汽流激振;故障處理

導(dǎo)致300MW汽輪機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)汽流激振問(wèn)題的原因往往較為復(fù)雜，故要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行處理、保障汽輪機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，相關(guān)人員就應(yīng)當(dāng)先對(duì)其問(wèn)題成因進(jìn)行一定探究，并經(jīng)由采取針對(duì)性的處理措施，才能快速、有效的解決汽流激振問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的保障。這就需要相關(guān)人員能夠明確汽輪機(jī)組振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)規(guī)律與性質(zhì)，以此為基礎(chǔ)對(duì)汽流激振問(wèn)題及處理進(jìn)行有效分析。

1 300MW汽輪機(jī)組進(jìn)行試驗(yàn)

在某電廠中，應(yīng)用了兩組300MW亞臨界汽輪機(jī)機(jī)組，相關(guān)的汽輪機(jī)組主要為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的優(yōu)化機(jī)型。在汽輪機(jī)組的應(yīng)用運(yùn)行中，我們對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造、運(yùn)行情況等進(jìn)行了細(xì)致監(jiān)控。首先，在汽輪機(jī)組啟動(dòng)后，其沖轉(zhuǎn)速度逐漸提升，在并網(wǎng)帶初始負(fù)荷的過(guò)程中也有著較為穩(wěn)定的運(yùn)行狀況。在低負(fù)荷的運(yùn)行中其振動(dòng)較為平穩(wěn)，相關(guān)成軸的振動(dòng)也呈現(xiàn)出正常現(xiàn)象。而在其負(fù)荷升高至180MW時(shí)，機(jī)組內(nèi)部承軸振動(dòng)情況尚還處于穩(wěn)定，但當(dāng)期負(fù)荷繼續(xù)升高至200MW及以上時(shí)，其承軸中2號(hào)承軸的x向振動(dòng)出現(xiàn)不正常的大幅度振動(dòng)，其振幅達(dá)至報(bào)警值。當(dāng)其負(fù)荷繼續(xù)升高至240MW左右時(shí)，其2號(hào)承軸x向振動(dòng)再次出現(xiàn)波動(dòng)，并且在持續(xù)的波動(dòng)后出現(xiàn)階段式跳躍，其中的整個(gè)軸系的振動(dòng)出現(xiàn)顯著增加并超過(guò)保護(hù)動(dòng)作值，進(jìn)而引起機(jī)組保護(hù)跳閘。而根據(jù)監(jiān)測(cè)過(guò)程相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄顯示，從2號(hào)承軸X向軸振動(dòng)發(fā)生波動(dòng)到振動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn)階段變化而引發(fā)保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間在10s內(nèi)。而在之后的1號(hào)機(jī)組二次啟動(dòng)過(guò)程，上述現(xiàn)象又再次發(fā)生。由此我們便針對(duì)汽輪機(jī)組出現(xiàn)汽流激振問(wèn)題的成因展開了深入探究與分析，以期能夠?qū)ζ啓C(jī)組的振動(dòng)現(xiàn)象加以處理、解決。

2 300MW汽輪機(jī)組汽流激振問(wèn)題的成因分析

根據(jù)試驗(yàn)中機(jī)組啟動(dòng)情況與負(fù)荷振動(dòng)現(xiàn)象的分析，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)組過(guò)大振動(dòng)的現(xiàn)象通常出現(xiàn)于達(dá)到70%最大負(fù)荷時(shí)，并且過(guò)大振動(dòng)的情況出現(xiàn)時(shí)具有突發(fā)性，在發(fā)生前沒(méi)有明顯預(yù)兆現(xiàn)象。而在結(jié)合試驗(yàn)機(jī)組投入運(yùn)行中所存在的相關(guān)問(wèn)題與參考近年來(lái)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的處理實(shí)例，經(jīng)初步判斷后，機(jī)組過(guò)于強(qiáng)烈的振動(dòng)應(yīng)是由于汽流激振所引起。[1]而汽流激振問(wèn)題通常是由于汽輪機(jī)中高壓或高中壓轉(zhuǎn)子上突然產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，并且相關(guān)現(xiàn)象還會(huì)出現(xiàn)在機(jī)組并網(wǎng)之后，進(jìn)而導(dǎo)致其負(fù)荷不斷增加。而鑒于汽流激振敏感于負(fù)荷、發(fā)生于高負(fù)荷等特點(diǎn)，由此可以得出汽流激振現(xiàn)象的發(fā)生通常有一個(gè)負(fù)荷層級(jí)，只有汽輪機(jī)組運(yùn)行中的負(fù)荷數(shù)值達(dá)到這個(gè)負(fù)荷級(jí)，才會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性的振動(dòng)現(xiàn)象。由此，相關(guān)人員就可以基于此來(lái)對(duì)汽輪激振問(wèn)題加以處理。

3 300MW汽輪機(jī)組汽流激振問(wèn)題的處理分析

3.1 增加系統(tǒng)阻尼

在解決汽流激振現(xiàn)象時(shí)，較為常用的方法便是增加其系統(tǒng)阻尼。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)汽輪機(jī)組中 汽缸與轉(zhuǎn)子中心的位置進(jìn)行調(diào)整，并通過(guò)在汽輪機(jī)組的運(yùn)行中對(duì)上述兩部分的運(yùn)行狀態(tài)加以監(jiān)測(cè)，確保在汽輪機(jī)運(yùn)行中轉(zhuǎn)子與 汽缸中心的穩(wěn)定，以預(yù)防由于兩者出現(xiàn)偏移而產(chǎn)生汽流激振問(wèn)題。還可以采取增大轉(zhuǎn)子與隔板間軸向間隙的方式，通過(guò)噴嘴、靜葉與動(dòng)葉等的互相作用來(lái)增大軸向間隙，由此減少氣流窩動(dòng)的激振力，但同時(shí)該方式也會(huì)伴有降低汽輪機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)效率的負(fù)面作用，故在應(yīng)用該方式時(shí)也需要相關(guān)人員對(duì)其利弊進(jìn)行權(quán)衡。同時(shí)，改變調(diào)速氣門的開啟程序也能在一定程度上避免相關(guān)轉(zhuǎn)子因外力作用，而出現(xiàn)徑向偏移與轉(zhuǎn)子力矩等現(xiàn)象，從而也能起到增加系統(tǒng)阻尼的作用。并且相關(guān)人員也可經(jīng)由對(duì)軸瓦阻尼的增加，從而帶動(dòng)系統(tǒng)阻尼的提高，比如縮小軸瓦間隙、增大軸瓦長(zhǎng)度或是使用黏性良好的潤(rùn)滑油，相關(guān)措施都能良好增加軸瓦阻尼。而在對(duì)軸瓦間隙、長(zhǎng)度等進(jìn)行調(diào)整時(shí)，選用穩(wěn)定性更好的軸瓦與安置擠壓油膜阻尼器等方式也能起到對(duì)汽輪機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的保障作用。此外，提高轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速也能在一定程度上確保系統(tǒng)阻尼的提高。

3.2 調(diào)節(jié)閥的調(diào)控

當(dāng)300MW汽輪機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷在180MW以下時(shí)，相關(guān)人員可以將順序閥的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整為單閥運(yùn)行，然后將其運(yùn)行負(fù)荷緩慢提高，在負(fù)荷達(dá)至200MW左右時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)靜待汽輪機(jī)組內(nèi)部的振動(dòng)穩(wěn)定，并應(yīng)在振動(dòng)穩(wěn)定10min后再繼續(xù)提高其運(yùn)行負(fù)荷。而在繼續(xù)升高中，其負(fù)荷每升高5MW便應(yīng)待其振動(dòng)穩(wěn)定10min，由此起到對(duì)汽流激振問(wèn)題的預(yù)防作用。而即便在機(jī)組出現(xiàn)激振現(xiàn)象后，相關(guān)人員也應(yīng)當(dāng)明確自身任務(wù)，經(jīng)由采取諸如投入功率閉環(huán)控制、穩(wěn)定主汽參數(shù)等方式，從而控制其振動(dòng)，并在實(shí)現(xiàn)對(duì)其振動(dòng)現(xiàn)象的控制后，相關(guān)人員還應(yīng)對(duì)其振動(dòng)變化的規(guī)律進(jìn)行觀察、探索，以預(yù)防汽流激振問(wèn)題的二次發(fā)生。但若在試驗(yàn)開始前汽輪機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)就已不甚穩(wěn)定，那么在之后的相關(guān)環(huán)節(jié)中，若其振動(dòng)通頻值比預(yù)期數(shù)值高過(guò)20微米，就應(yīng)當(dāng)立即停止試驗(yàn)，停止相關(guān)的閥門動(dòng)作。而若其振動(dòng)通頻值在35微米以上時(shí)，則應(yīng)在停止試驗(yàn)后采取降振措施將其振動(dòng)頻率恢復(fù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段300MW汽輪機(jī)組的運(yùn)行中常會(huì)面臨因汽流激振現(xiàn)象而導(dǎo)致的突發(fā)性過(guò)度振動(dòng)問(wèn)題，這就需要相關(guān)人員加以重視，并積極采取處理措施。而鑒于其汽流激振現(xiàn)象往往與有功負(fù)荷的數(shù)值與調(diào)節(jié)閥的開度等因素有一定關(guān)聯(lián)，故相關(guān)人員就應(yīng)當(dāng)重視起汽輪機(jī)組的運(yùn)行模式，并經(jīng)由對(duì)調(diào)節(jié)閥的科學(xué)調(diào)控與系統(tǒng)瓦尼的增加，保障汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海斌，葉兆青，黃思源，等.300 MW汽輪機(jī)組抗燃油劣化原因分析及處理[J].廣東電力，2017，30（9）：37-40.