某電廠高壓調(diào)節(jié)閥引起振動(dòng)大跳機(jī)原因分析及優(yōu)化改進(jìn)措施

摘? 要：針對某電廠#1機(jī)組啟機(jī)過程中由于高壓調(diào)節(jié)閥激流振動(dòng)引起振動(dòng)大跳機(jī)事件進(jìn)行了原因分析，提出了相關(guān)防范措施，并進(jìn)行了汽輪機(jī)配汽曲線特性的優(yōu)化及改進(jìn)，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：高壓調(diào)節(jié)閥;激流;振動(dòng);優(yōu)化;改進(jìn)

0? ? 引言

某電廠#1機(jī)組為東方汽輪機(jī)廠制造的N600-24.2/566/

566型超臨界汽輪機(jī)組。本文針對該廠#1機(jī)組啟機(jī)過程中由于高壓調(diào)節(jié)閥激流振動(dòng)引起振動(dòng)大跳機(jī)事件進(jìn)行了原因分析，并提出了相應(yīng)的防范措施，通過更改閥序及高調(diào)閥最大開度，解決了調(diào)閥激流振動(dòng)的問題，確保了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1? ? 事件經(jīng)過

2010-06-19T01：30，#1機(jī)組在開機(jī)過程中，負(fù)荷220 MW，A、C磨處于等離子模式運(yùn)行，A、B汽泵已并泵運(yùn)行，機(jī)爐處于手動(dòng)控制狀態(tài)，軸振6Y最大58 μm，#6瓦振最大51 μm保持穩(wěn)定。

03：50，機(jī)組負(fù)荷加至350 MW保持運(yùn)行至機(jī)組穩(wěn)定，在此期間TSI監(jiān)視軸振6Y最大為68 μm、#6瓦振最大為64 μm，其他振動(dòng)正常。

04：42，開始逐漸加負(fù)荷至400 MW，1X、1Y、2X、2Y等軸振開始不穩(wěn)定且呈現(xiàn)小幅度波動(dòng)現(xiàn)象，但仍在正常范圍內(nèi)，值長令立即停止加負(fù)荷，并派巡檢人員就地檢查，發(fā)現(xiàn)就地高調(diào)門處有輕微異響。

04：51，機(jī)組負(fù)荷慣性上行至385 MW左右，所有軸承振動(dòng)尤其是高中壓軸承振動(dòng)開始振蕩，伴隨瓦振也開始波動(dòng)，其中軸振2Y最高到236 μm，就地有很大的振動(dòng)聲。值長令立即解除CCS手動(dòng)減負(fù)荷，考慮到就地振動(dòng)及聲音很大，且振動(dòng)持續(xù)振蕩，振幅有擴(kuò)大趨勢，同時(shí)結(jié)合當(dāng)時(shí)的軸承及回油溫度的波動(dòng)，擔(dān)心汽機(jī)軸承有損壞的不可控風(fēng)險(xiǎn)。

04：53，值長令遠(yuǎn)方打閘汽機(jī)，鍋爐停爐保溫保壓。

2? ? 原因分析

（1）#1機(jī)組負(fù)荷由350 MW升至400 MW，1X、1Y、2X、2Y等軸承振動(dòng)在機(jī)組加負(fù)荷過程中開始不穩(wěn)定，且振動(dòng)持續(xù)振蕩，振幅有擴(kuò)大趨勢，其中軸振2Y最高達(dá)到236 μm（圖1）。

（2）#1、#4高壓調(diào)門開啟特性曲線引起汽流激振是造成#1機(jī)組負(fù)荷由350 MW升至400 MW的加負(fù)荷過程中振動(dòng)不穩(wěn)定且持續(xù)擴(kuò)大的重要原因。

3? ? 防范措施

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

（2）加強(qiáng)對#1機(jī)#1軸承溫度的監(jiān)視，#1機(jī)#1軸承溫度正常運(yùn)行中應(yīng)控制在110 ℃以下。#1軸承溫度比原來高，是由于#1、#4高壓調(diào)門對調(diào)后，調(diào)門開度變化引起高壓缸上半周進(jìn)汽量增大下壓所致。

（3）機(jī)組運(yùn)行中應(yīng)保證振動(dòng)保護(hù)的可靠投入，加強(qiáng)各軸承振動(dòng)監(jiān)視，如突然軸承振動(dòng)異常且原因不明，運(yùn)行當(dāng)值人員應(yīng)及時(shí)果斷采取措施（包括減負(fù)荷、停機(jī)等），避免故障擴(kuò)大，損壞設(shè)備。

（4）聯(lián)系汽輪機(jī)及熱控相關(guān)專家，對汽輪機(jī)調(diào)門特性進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提出相應(yīng)的優(yōu)化方案并實(shí)施。

4? ? 汽輪機(jī)配汽曲線特性的優(yōu)化及改進(jìn)

針對#1機(jī)高調(diào)閥激振引起振動(dòng)大的事件，通過開展#1機(jī)高壓調(diào)門優(yōu)化項(xiàng)目之配汽優(yōu)化試驗(yàn)，進(jìn)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(yàn)和帶負(fù)荷能力測試。發(fā)現(xiàn)在CV3調(diào)門開度超過60%時(shí)其導(dǎo)汽管（下段）開始出現(xiàn)晃動(dòng)，超過90%時(shí)晃動(dòng)明顯;CV4調(diào)門開度超過50%時(shí)出現(xiàn)不均勻汽流撞擊聲，超過90%時(shí)撞擊聲劇烈。

初步判斷可能原因?yàn)椋篊V4調(diào)閥閥桿振動(dòng)激勵(lì)源很大可能來自于該閥內(nèi)部不穩(wěn)定流動(dòng)的流體，不穩(wěn)定受力致使在一定開度和壓比條件下發(fā)生顯著振動(dòng)。

針對以上現(xiàn)象，提出以下解決方案：

（1）閥序優(yōu)化（盡可能回避振動(dòng)區(qū)域）;

（2）調(diào)整預(yù)啟閥升程以改善調(diào)閥閥碟受力，抑制激勵(lì)力且增加閥碟穩(wěn)定性;

（3）調(diào)閥閥碟型線優(yōu)化升級改造。

綜上，#1機(jī)閥序修改時(shí)可優(yōu)先采用CV2+CV3→CV1→CV4

閥序和CV1+CV3→CV4→CV2閥序，備用閥序?yàn)镃V2+CV3→CV4→CV1閥序。閥序優(yōu)化三種可用閥序主要優(yōu)缺點(diǎn)對比如表1所示。

通過#1機(jī)高壓調(diào)門配汽優(yōu)化試驗(yàn)，最終確定汽輪機(jī)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(fù)荷下相關(guān)軸振及瓦溫均能維持在較好水平，并徹底解決了汽輪機(jī)汽流激振問題，確保了機(jī)組安全運(yùn)行，并同步提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益。

5? ? 結(jié)語

本文通過分析#1機(jī)組調(diào)閥激流振動(dòng)原因，結(jié)合汽輪機(jī)配汽曲線特性的研究及優(yōu)化項(xiàng)目，根據(jù)優(yōu)化閥序配汽曲線運(yùn)行，在解決了調(diào)閥引起的汽流激振的同時(shí)，給出了最優(yōu)定滑壓運(yùn)行曲線，降低了汽輪機(jī)的熱耗率，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行工程師，主要從事火電廠集控運(yùn)行及管理工作。