上汽600 MW超臨界機組降低汽流激振的方法分析

金宏偉

（華電國際奉節發電廠，重慶400000）

0 引言

汽流激振是蒸汽激振力在汽輪機轉子上產生的一種自激振動，它會降低軸系的穩定性，產生很大的低頻振動，誘發轉子失穩，影響機組運行的安全性和可靠性。某電廠600 MW超臨界機組，負荷在550 MW左右時2Y軸振動超過報警值（127 μm），通過改變高壓調閥閥序，有效解決了因汽流激振造成振動大的問題，提高了機組運行的安全穩定性。

1 設備概述

某電廠配置兩臺600 MW超臨界機組，采用上海汽輪機廠生產的超臨界、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式、反動式汽輪機，型號為N600-24.2/566/566。本機組采用的是上汽推薦的閥序：GV1/GV2—GV4—GV3。高調閥采用的是上部進汽，從而很好地控制了軸承金屬溫度。高調閥配置示意圖如圖1所示。

圖1 高調閥配置示意圖（從調速器端向發電機看）

2 存在問題

該電廠#2機組投產后采用順序閥模式運行，四個高調閥開啟順序：GV1/GV2—GV4—GV3。當GV1/GV2高調閥全開，GV4高調閥開度在20%～30%區間時，2#軸承Y向振動逐漸增大，最高達180 μm，嚴重影響機組的安全穩定運行。當GV4高調閥開度避開20%～30%區間時，振動恢復正常。

3 原因分析

通過圖2可以看出，2#軸承振動受負荷及GV4高調閥開度影響較大，當GV4高調閥開度在20%～30%區間時，2#軸承Y向振動逐漸增大，同時2#軸瓦金屬溫度偏低，說明軸瓦載荷偏低，受汽流干擾影響較大。當高調閥開度發生改變時，對應噴嘴組后的調節級動葉上部，充滿的噴嘴后高壓蒸汽壓力不斷變化，從而產生汽流激振。針對上述問題，可通過修改高壓調門閥門順序降低汽流激振。

圖2 機組振動趨勢圖

4 解決方案

4.1 閥序修改計劃

原閥序：GV1/GV2—GV4—GV3。

修改閥序：（1）GV1/GV3—GV2—GV4；（2）GV2/GV4—GV1—GV3；（3）GV1/GV4—GV2—GV3。

4.2 試驗步驟

（1）解除AGC和一次調頻。

（2）調整機組閥門控制為順序閥模式。

（3）主蒸汽壓力與溫度維持穩定，確認汽輪機各軸承振動、溫度、調節級后壓力與溫度、上下缸溫差與TSI相關參數均在正常范圍內且變化正常。

（4）降低主汽壓力，使高壓調門逐漸全開，聯系熱控將高調閥閥序改為所需要的閥序。

（5）負荷從最低穩燃負荷按照正常升負荷速率升至600 MW，主汽壓力、主汽溫度、再熱溫度、背壓等參數要求穩定，閥門開度每變化10%，機組穩定10 min，嚴密監視機組振動情況。

（6）負荷從600 MW按照正常降負荷速率降至最低穩燃負荷，主汽壓力、主汽溫度、再熱溫度、背壓等參數要求穩定，閥門開度每變化10%，機組穩定10 min，嚴密監視機組振動情況。

（7）試驗過程中，如汽輪機振動大于127 μm（高報警值）或軸承溫度突然上升10 ℃或徑向軸承溫度達到102 ℃，推力軸承85 ℃，則暫停試驗。

5 試驗結果跟蹤

各個試驗閥序下的振動最高值如表1所示。

表1 各個試驗閥序下的振動最高值

經過上述試驗，確定高調閥開啟順序為：GV1/GV3—GV2—GV4。

6 結語

上汽超臨界機組設計閥序為上部進汽，上部進汽不可避免地會發生汽流激振。本次試驗結果表明，對角進汽能很好地抑制汽流激振。改造后振動趨勢圖如圖3所示，由圖3可見，改造效果比較明顯。

圖3 改造后機組振動趨勢圖

本次試驗得出的結論可供其他上汽超臨界機組借鑒。