600 MW機組異常振動的成因及處理對策初探

摘要：引起600 MW機組異常振動的原因有許多，其振動的強度也存在一定的差異，但是這些異常振動都會在一定程度上影響機組的正常運行，長期下去將會影響機組的安全，勢必會造成一定的經濟損失。因此，正確地分析引起600 MW機組異常振動的原因，然后采取相應的處理對策，對保證600 MW機組的安全運行具有十分重要的作用。

關鍵詞：600 MW機組；異常振動；成因；處理對策

中圖分類號：TV212 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）15-0103-02

隨著我國電力工業的飛速發展，600 MW等級的大型汽輪發電機組被廣泛的應用到電力行業中，并且已經成為火力發電的主力機組。由于600 MW汽輪發電機組為大撓度、多跨度、高參數的高速旋轉機械，其設備的結構相對復雜，600 MW機組發生故障的概率相對較高，例如600 MW機組經常出現異常振動的問題。因此，為了有效地解決600 MW機組的異常振動問題，應該準確地找出引起其異常振動的原因，通過分析機組異常振動的特征，進而采取相應的處理對策，有效地解決機組的異常振動問題，保證600 MW機組能夠正常地運行。

1某600 MW超臨界汽輪發電機組的概況

某發電廠的2號機為600 MW機組，發電機為QFSN-

600-2YHG型水氫冷卻方式的三相交流隱極式同步汽輪發電機，汽輪機為CLN 600-24.2/566/566型超臨界、反動凝汽、三缸四排汽、一次中間再熱、單軸式汽輪機，采用機端自并勵靜止勵磁系統，其軸系由勵磁機轉子、發電機轉子、低壓轉子、高中壓轉子組成。在運行的過程中，經過采用渦流位移傳感器檢測到該機組經常出現異常振動的問題，經過對該機組進行現場處理和分析，總結出600 MW機組異常振動的原因有三種，即摩擦振動、轉子熱變形、汽流激振，文章就這三個方面進行了分析，以供參考。

2600 MW機組異常振動的成因和處理對策

導致600 MW機組異常振動的主要原因包括摩擦振動、轉子熱變形、汽流激振三個方面，處理對策如下。

2.1摩擦振動導致600 MW機組異常振動的成因和處理

對策

摩擦振動的成因是摩擦能夠產生窩動和抖動，其能夠影響轉子熱彎曲，在消除摩擦時，由于周圍某個點的摩擦程度存在一定的差異，如果重摩擦側的溫度超過輕摩擦側，將會導致轉子徑向截面上溫度不均勻升高，局部加熱導致轉子熱彎曲，形成一個新的不平衡力，這種作用力施加到轉子上引起機組異常振動。摩擦振動的特征表現為：①降速過臨界值時，其振動通常比正常升速大，當機組停止工作時轉子靜止，此時大軸的晃度比原始值明顯增加；②當發生摩擦時，振動的相位與振幅具有波動的特征，并且波動的時間相對較長，如果摩擦嚴重，其相位和振幅將不再波動，振幅明顯增大；③轉子熱彎曲的過程中產生新的不平衡力，其振動信號的主頻為工頻，如果收到一些非線性因數或者受到沖擊的影響，將會出現波形被“削頂”的現象，并且還會出現少量的高頻、倍頻分頻分量。針對摩擦振動導致600 MW機組異常振動的處理對策主要為：振動的對稱分量由于是一階不平衡分量引起的，而反對稱分量是由轉子的二階不平衡分量引起的，通過分析后，確定一階加重量的大小和方向以及二階加重量的大小和方向，并且確定最終的綜合加重量，從而降低機組的振動。

2.2轉子熱變形導致600 MW機組異常振動的成因和處

理對策

轉子熱變形引發振動的成因是一倍振幅的增加導致轉子的溫度隨著蒸汽參數的增大而增大，這主要是由于機組在冷狀態啟動階段，轉子的溫度不斷的升高，材質內應力引起了轉子熱變形，會導致相位變化。轉子彎曲變形導致的機組異常振動包括兩種情況，一種是轉子臨時彎曲變形，另一種是轉子永久性彎曲，但是這兩種狀況的原理相同，都是由于轉子偏心導致，因此，這兩種都會產生和質量偏心類似的旋轉矢量激振力。但是和質心偏離的不同之處在于軸向還會產生一定的工頻振動，并且在轉軸彎曲的過程中，因為彎曲產生的轉子不平衡所形成的離心力和彈力相位的差異，兩者在相互作用下會抵消一部分作用力，轉軸的振幅也會相對的減小，也就是說在某種轉速時，轉軸的振幅會形成一種“凹谷”，當彎曲的作用明顯低于不平衡量時，振幅的減少發生在臨界轉速之下，當彎曲的作用明顯高于不平衡量時，振幅的減少發生在臨界轉速之上，也就是說轉軸的振幅和不平衡轉子動力的特性存在一定的差異。針對轉子熱變形導致600 MW機組異常振動的處理對策主要為：更換全新的轉子，這樣能夠有效的解決機組異常振動的問題。

2.3汽流激振導致600 MW機組異常振動的成因和處理

對策

汽流激振引發振動的成因是由于葉片受到不均衡氣體的沖擊作用而形成的汽流激振，尤其是對于600 MW大型機組，軸封也可能存在汽流激振現象，氣體在葉片膨脹末端產生流道紊亂，也可能激發汽流激振問題。汽流激振的特征表現為兩個方面：其一是運行參數增大時，其振動也隨著增大，在負荷的作用下，這種增大則呈現突發性；其二是會產生較大的低頻分量。針對汽流激振導致600 MW機組異常振動的處理對策主要為：由于汽流激振具有這兩種特征，當在進行機組異常振動的故障分析時，應該通過長時間（最短為一年）記錄每次機組振動的數據，然后再根據該機組滿負荷時同類機組的記錄數據，繪制成相應的曲線，通過觀察曲線的范圍以及變化趨勢，改變升降負荷速率，再觀察給水量變化的整個過程，然后繪制整個過程的曲線變化狀況，接著改變機組不同負荷時高壓調速汽門重調特性，消除汽流激振，這樣就能解決機組異常振動的問題。簡單地說，首先應該確定機組出現汽流激振的狀態，利用避開產生汽流激振的負荷范圍或者減低負荷變化率來防止汽流激振產生，當升高負荷時，應該降低負荷升高的速率，如出現低壓缸瓦振爬升，可以減少負荷，當振動下降后再增加負荷，從而有效地避免機組出現異常振動的狀況。

2.4處理結果

通過對該600 MW機組進行處理后，經過兩個月的運行，明顯地降低了機組的振動，機組的運行狀況得到了改善。

3結 語

本文通過分析某600 MW超臨界汽輪發電機組的異常振動的原因和特征，得出引起該機組異常振動的原因為摩擦振動、轉子熱變形、汽流激振三個方面。通過對這三個方面具體的分析，分別采取了相應的處理對策，有效地解決了該600 MW超臨界汽輪發電機組的異常狀況，并且經過一段時間的運行，表明其運行效果良好，并沒有再出現異常振動的問題。

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