有關(guān)300MW汽輪發(fā)電機組不穩(wěn)定振動的原因分析與處理

中國水利電力物資西安有限公司 陜西 西安 710004

1 原始振動情況與故障現(xiàn)象

該300MW機組為亞臨界一次中間再熱雙缸雙排汽反動凝汽式汽輪機,根據(jù)機組實驗階段的數(shù)據(jù)可知,一號機組在調(diào)試及驗收階段的各瓦軸振動值均未超過80μm,達到了良好的振動水平。然而,隨著機組運行時間的不斷增加,一號機組的一二號瓦軸振動隨之變得越來越大,其主要可體現(xiàn)在,6月：一號機組熱態(tài)沖車,轉(zhuǎn)速上升到1589r/min的時候,一、二號瓦軸振動與瓦振出現(xiàn)的最大值分別為114μm與89μm。7月：一號機組熱態(tài)打閘停機,轉(zhuǎn)速惰走到1552r/min時,一、二號瓦軸振動與瓦振的最大值分別達到了143μm與124μm。8月7日：一號機組溫態(tài)啟動,當轉(zhuǎn)速上升到1643r/min時,一號瓦軸振動與瓦振動的最大值為155μm與19.01μm,二號瓦軸的最大振動值為143μm。與此同時,當轉(zhuǎn)速上升到1709r/min時,一號瓦軸振動與瓦振的最大振動值為156μm與10.96μm,二號瓦軸振動最大值為111μm,瓦振動為5.14μm。8月14日：一號機組打閘停機,惰走到1704r/min時,一號瓦軸振動為264μm,瓦振動為21.551μm,二號瓦軸振為202μm,瓦振動為10.53μm。由這幾次啟停機情況可知,機組在過臨界轉(zhuǎn)速時存在振動過大的情況。

2 300MW汽輪發(fā)電機組振動原因與處理措施

2.1 升降速試驗 根據(jù)一號機組多次啟停的數(shù)據(jù)可知,一二號軸振在過高中壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的時候,有著明顯增加的情況,而且該情況正在不斷趨向惡化。因此,為了能夠?qū)σ欢柕耐哒駝釉蛴忻鞔_的判斷,電廠可通過對一號機組冷態(tài)啟動升速與降速實驗,利用有關(guān)振動監(jiān)測儀對一二號瓦振動數(shù)據(jù)進行采集,利于分析判斷。

2.2 振動原因分析 根據(jù)數(shù)據(jù)記錄可知,一二號瓦在高中壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的時候,發(fā)生了瓦軸增加的現(xiàn)象。在升降速的實驗中,兩者的振動幅值與相位的重現(xiàn)性較好。可見,一號機組在高中壓轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡的時候,會出現(xiàn)漸進式彎曲現(xiàn)象。該現(xiàn)象也是導致一二號瓦在過臨界,軸振動增加的主要原因。另外,無論是從一號機組啟動與停機時的串軸,還是從氣缸金屬溫度等參數(shù)上來看,此過程并沒有任何因素影響轉(zhuǎn)子,讓其發(fā)生彎曲現(xiàn)象,因此,可以排除因運行操作等人為原因造成振動異常。在后續(xù)檢查一二號瓦時也沒有發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象,所以,可以排除因軸瓦原因?qū)е碌恼駝庸收稀C組在過臨界轉(zhuǎn)速的時候,其振動值并沒有超標,但在后續(xù)的啟停機中,振動卻發(fā)生了增加,特別是在熱態(tài)沖轉(zhuǎn)時,振動情況愈發(fā)明顯。

3 處理措施

通過上述原因,可采取以下幾個方面措施進行優(yōu)化改善。首先,在處理這類振動故障前,需要對同類型機組出現(xiàn)過類似的問題進行調(diào)研,并且邀請具有權(quán)威性的專家在啟停機準備階段針對該機組開展全面的故障處理工作。其次,根據(jù)現(xiàn)場模型計算出最終結(jié)果。另外,就改善后的300MW汽輪發(fā)電機組運行狀況來看可知,一號機組高中壓轉(zhuǎn)子在加了平衡塊之后,其一二號瓦軸的振動值有了明顯下降,并控制在了70μm中,振動狀態(tài)也變得越發(fā)穩(wěn)定。

4 機組啟動過程中的注意事項

4.1 機組暖機時,必須避開轉(zhuǎn)子、葉片的共振頻率；

4.2 在臨界轉(zhuǎn)速區(qū)內(nèi)時,轉(zhuǎn)速“保持”指令無效；

4.3 升速暖機過程中應(yīng)嚴格控制機組的振動符合要求；超標時,應(yīng)降低轉(zhuǎn)速至振動正常值,在此轉(zhuǎn)速下暖機,匯報值長；

4.4 機組啟動過程中因振動異常停機必須回到盤車狀態(tài),應(yīng)全面檢查、認真分析、查明原因。當機組已符合啟動條件時,連續(xù)盤車不少于4小時才能再次啟動,嚴禁盲目啟動；

4.5 機組啟動過程中,在中速之前,軸承振動超過0.03mm,立即打閘停機；

4.6 低速時應(yīng)著重監(jiān)視軸振的變化情況。一階臨界轉(zhuǎn)速以下時瓦振應(yīng)＜0.04mm、軸振＜0.076mm,若振動大于上述值時應(yīng)立即打閘停機,查找原因；

4.7 汽輪機通過臨界轉(zhuǎn)速時,機組軸振大于0.125mm時報警,當達到0.254mm時,機組跳閘。機組啟動過程中,通過臨界轉(zhuǎn)速時,軸承振動超過0.1mm或相對軸振動超過0.254mm時,立即打閘停機,嚴禁強行通過臨界轉(zhuǎn)速或降速暖機；

4.8 機組運行中要求軸承振動不超過0.03mm,或相對軸振動不超過0.08mm,超過時應(yīng)設(shè)法消除,當相對軸振動大于0.254mm應(yīng)立即打閘停機；當軸承振動變化±0.015mm或相對軸振動變化±0.05mm,應(yīng)查明原因設(shè)法消除,當軸承振動突然增加0.05mm,立即打閘停機；

4.9 汽輪機進汽沖轉(zhuǎn)后,注意檢查下缸內(nèi)壁溫度的變化趨勢,當出現(xiàn)上、下缸溫差明顯增大時應(yīng)停止升速,避開臨界轉(zhuǎn)速加強暖機。現(xiàn)場檢查汽缸本體疏水門是否全開,檢查進汽參數(shù),若蒸汽帶水,應(yīng)立即打閘；

5 結(jié)束語

總而言之,300MW汽輪發(fā)電機組是我國在發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)中的重要組成部分。針對300MW汽輪發(fā)電機組在實際運行中存在振動過大的情況,必須通過對問題進行深入分析,了解導致振動出現(xiàn)的原因,并根據(jù)該原因給出具體的處理措施,只有這樣才能讓300MW汽輪發(fā)電機組在今后得到可持續(xù)發(fā)展,并在新時代中發(fā)揮其該有的作用,真正達到穩(wěn)定高效的目的。