某電廠高壓調節閥引起振動大跳機原因分析及優化改進措施

摘? 要：針對某電廠#1機組啟機過程中由于高壓調節閥激流振動引起振動大跳機事件進行了原因分析，提出了相關防范措施，并進行了汽輪機配汽曲線特性的優化及改進，確保了機組安全穩定運行。

關鍵詞：高壓調節閥;激流;振動;優化;改進

0? ? 引言

某電廠#1機組為東方汽輪機廠制造的N600-24.2/566/

566型超臨界汽輪機組。本文針對該廠#1機組啟機過程中由于高壓調節閥激流振動引起振動大跳機事件進行了原因分析，并提出了相應的防范措施，通過更改閥序及高調閥最大開度，解決了調閥激流振動的問題，確保了機組的安全穩定運行。

1? ? 事件經過

2010-06-19T01：30，#1機組在開機過程中，負荷220 MW，A、C磨處于等離子模式運行，A、B汽泵已并泵運行，機爐處于手動控制狀態，軸振6Y最大58 μm，#6瓦振最大51 μm保持穩定。

03：50，機組負荷加至350 MW保持運行至機組穩定，在此期間TSI監視軸振6Y最大為68 μm、#6瓦振最大為64 μm，其他振動正常。

04：42，開始逐漸加負荷至400 MW，1X、1Y、2X、2Y等軸振開始不穩定且呈現小幅度波動現象，但仍在正常范圍內，值長令立即停止加負荷，并派巡檢人員就地檢查，發現就地高調門處有輕微異響。

04：51，機組負荷慣性上行至385 MW左右，所有軸承振動尤其是高中壓軸承振動開始振蕩，伴隨瓦振也開始波動，其中軸振2Y最高到236 μm，就地有很大的振動聲。值長令立即解除CCS手動減負荷，考慮到就地振動及聲音很大，且振動持續振蕩，振幅有擴大趨勢，同時結合當時的軸承及回油溫度的波動，擔心汽機軸承有損壞的不可控風險。

04：53，值長令遠方打閘汽機，鍋爐停爐保溫保壓。

2? ? 原因分析

（1）#1機組負荷由350 MW升至400 MW，1X、1Y、2X、2Y等軸承振動在機組加負荷過程中開始不穩定，且振動持續振蕩，振幅有擴大趨勢，其中軸振2Y最高達到236 μm（圖1）。

（2）#1、#4高壓調門開啟特性曲線引起汽流激振是造成#1機組負荷由350 MW升至400 MW的加負荷過程中振動不穩定且持續擴大的重要原因。

3? ? 防范措施

（1）由于#4高壓調門開啟特性曲線容易引起汽流激振，將#1、#4高壓調門開啟特性進行互換，同時維持#2、#3高壓調門開啟特性不變，對#4調門開度進行鎖定（27%），#1機組各軸承振動情況處于正常范圍內。

（2）加強對#1機#1軸承溫度的監視，#1機#1軸承溫度正常運行中應控制在110 ℃以下。#1軸承溫度比原來高，是由于#1、#4高壓調門對調后，調門開度變化引起高壓缸上半周進汽量增大下壓所致。

（3）機組運行中應保證振動保護的可靠投入，加強各軸承振動監視，如突然軸承振動異常且原因不明，運行當值人員應及時果斷采取措施（包括減負荷、停機等），避免故障擴大，損壞設備。

（4）聯系汽輪機及熱控相關專家，對汽輪機調門特性進行優化改進，提出相應的優化方案并實施。

4? ? 汽輪機配汽曲線特性的優化及改進

針對#1機高調閥激振引起振動大的事件，通過開展#1機高壓調門優化項目之配汽優化試驗，進行2VWO（CV1/CV4全開）、3VWO（CV1/CV2/CV3全開）、4VWO（CV1/CV2/CV3/

CV4全開）工況摸底試驗和帶負荷能力測試。發現在CV3調門開度超過60%時其導汽管（下段）開始出現晃動，超過90%時晃動明顯;CV4調門開度超過50%時出現不均勻汽流撞擊聲，超過90%時撞擊聲劇烈。

初步判斷可能原因為：CV4調閥閥桿振動激勵源很大可能來自于該閥內部不穩定流動的流體，不穩定受力致使在一定開度和壓比條件下發生顯著振動。

針對以上現象，提出以下解決方案：

（1）閥序優化（盡可能回避振動區域）;

（2）調整預啟閥升程以改善調閥閥碟受力，抑制激勵力且增加閥碟穩定性;

（3）調閥閥碟型線優化升級改造。

綜上，#1機閥序修改時可優先采用CV2+CV3→CV1→CV4

閥序和CV1+CV3→CV4→CV2閥序，備用閥序為CV2+CV3→CV4→CV1閥序。閥序優化三種可用閥序主要優缺點對比如表1所示。

通過#1機高壓調門配汽優化試驗，最終確定汽輪機采用CV2+CV3（CV3高限60%）→CV1→CV4（CV4高限50%）閥序配汽曲線（圖2），在不同負荷下相關軸振及瓦溫均能維持在較好水平，并徹底解決了汽輪機汽流激振問題，確保了機組安全運行，并同步提高了機組經濟效益。

5? ? 結語

本文通過分析#1機組調閥激流振動原因，結合汽輪機配汽曲線特性的研究及優化項目，根據優化閥序配汽曲線運行，在解決了調閥引起的汽流激振的同時，給出了最優定滑壓運行曲線，降低了汽輪機的熱耗率，確保了機組安全穩定運行。

收稿日期：2020-06-22

作者簡介：辛耀宗（1982—），男，廣東汕頭人，電力運行工程師，主要從事火電廠集控運行及管理工作。