350 MW超臨界汽輪機組啟動時振動異常的問題及處理

張瑞山

（國網甘肅省電力公司電力科學研究院，甘肅 蘭州 730050）

350 MW超臨界汽輪機組啟動時振動異常的問題及處理

張瑞山

（國網甘肅省電力公司電力科學研究院，甘肅 蘭州 730050）

對某電廠2×350 M W汽輪機組調試啟動過程中汽輪機軸承發生振動異常問題，對由此引出的問題進行了詳細的介紹，并就問題的分析、處理方法進行了闡述。

汽輪機組；啟動；振動；處理

目前，國家對節能環保的要求越來越嚴。伴隨著我國電力工業高速發展，容量在300 MW及以上的超臨界火電機組在經濟和環保的性能上已成為電網上的主力。大型機組的安全性至關重要。汽輪機作為發電系統的重要組成部分，如出現故障，直接影響發電系統。汽輪機運行中振動的大小，是機組安全與經濟運行的重要指標，也是判斷機組安裝檢修質量的重要指標。汽輪機運行中振動異常，可能造成重大的危害和后果。由于機組的振動往往受多方面的影響，跟汽機本體有關的設備或介質是機組振動的原因，比如進汽參數、疏水、油溫、油質等。因此，針對汽輪機異常振動原因的分析就顯得尤為重要。

1 機組及潤滑油系統概況

某電廠熱電聯產新建工程2×350 MW機組為汽輪機為東方汽輪機廠有限責任公司制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、抽汽凝汽式間接空冷汽輪機，型號是C J K 350/267-24.2/0.4/566/566。汽輪機組高、中壓汽缸采用合缸結構，通流部分反向布置。由高、中壓外缸、高壓內缸和中壓內缸組成，形成雙層汽缸結構。高、中壓外缸和內缸缸體都是合金鋼鑄件，各沿水平中分面分為上汽缸和下汽缸，上、下汽缸之間用法蘭螺栓緊固，用于機組的安裝和檢修。汽輪機軸系共由六個軸承支承。高壓缸由1#、2#軸承支承，低壓缸由3#、4#軸承支承，發電機由5#、6#軸承支承。

機組的潤滑油系統供給保安系統用油、機組軸承潤滑和盤車裝置用油；潤滑油系統由主油箱、主油泵、高壓交流油泵、交流潤滑油泵及直流潤滑油泵、注油器、冷油器、低油壓過壓閥、濾油器、潤滑油壓力開關等組成。機組正常運行時，由主油泵提供保安系統和潤滑用油；機組起動、停機過程和靜態調試時，由交流啟動油泵提供用油；在機組潤滑油系統油壓降至規定值時，交流潤滑油泵、直流潤滑油泵可自動投入，供給潤滑油；機組盤車時，由交流潤滑油泵供油。

2 機組啟動時振動異常的問題及解決

2.1 首次定速3000 r/mi n時振動異常問題及解決

機組首次整套啟動，啟動參數如下：主汽壓力5.25 MP a；主汽溫度408℃；再熱蒸汽壓力0.24 MP a；再熱蒸汽溫度360℃；機組潤滑油壓力0.16 MP a；潤滑油溫度40.5℃；盤車電流23.1 A；偏心19.56 μm；左/右側熱膨脹5.88/6.73 mm；高中壓缸/低壓缸差脹2.44/3.66 mm；軸向位移-0.19 mm；系統真空-67.1 k P a；E H油壓12.3 MP a，E H油溫42.6℃。各項參數具備沖轉條件，機組沖轉至3000 r/mi n定速。軸系各軸承軸振等相關參數如表1。

機組定速30 mi n后，機組振動發生變化，其中3#、4#軸承X方向軸振示值出現較大擺動(3#軸承X方向軸振25～65 μm，4#軸承X方向軸振28 μm～77 μm)。經現場聽音，有輕微摩擦聲。軸系各軸承參數見表2。

表1 首次定速3000 r/mi n時各軸承相關參數

表2 暖機30 mi n后各軸承相關參數

表3 機組汽封消缺后各軸承相關參數

表4 機組軸潤滑油進油管濾網拆除后各軸瓦相關參數

機組振動出現此項問題，先檢查3#、4#軸承軸振傳感器是否存在缺陷，導致示值出現偏差。經檢查后3#、4#軸瓦軸振傳感器工作正常。通過對測振儀器振動數據與圖表分析，3#、4#軸承X方向軸振中主要分量不完全為一倍頻，還有其它頻率分量振動迭加，結合3#、4#軸承X方向軸振為有規律的擺動，初步可以排除轉子質量不平衡而引起此項振動。接下來，機組調整運行參數，如軸封壓力及溫度、潤滑油溫、機組真空等，振動異常現象沒有發生明顯變化。進一步分析得出應該是與汽機本體相關的介質為引起此項振動異常的原因。打閘停機后，經綜合分析，決定對機組3#、4#軸瓦進行檢查，發現低壓缸兩側通流石墨汽封斷裂。缺陷消除后，繼續啟動。

2.2 機組汽封消缺后出現的振動異常問題及解決

汽封缺陷處理后，機組重新啟動，沖轉至3000 r/m i n定速。定速后機組軸系各軸瓦的軸振動等相關參數正常。機組進行相關試驗，3 h后，機組振動發生變化，其中3#、4#軸承X方向軸振示值再次出現較大擺動(3#軸承X方向軸振：29～55 μm，4#軸承X方向軸振：32～69 μm)。軸系各軸承參數見表3。

機組出現的3#、4#軸承軸振異常問題，與先前出現的狀況相同。經綜合分析，問題原因還是在汽輪機本體上。打閘停機后，對3#、4#軸瓦上、下瓦翻瓦檢查，并對潤滑油系統、低壓缸、后缸噴霧裝置等安裝情況復查，在對3#、4#軸瓦潤滑油系統進行檢查時，發現3#、4#軸瓦潤滑油進油管濾網未拆除。

3 潤滑油進油管濾網拆除后機組啟動情況

在機組軸潤滑油進油管濾網拆除后繼續啟動，3#、4#軸承振動異常現象消失，機組振動在合格范圍內。軸系各軸瓦各參數見表4。

4 結語

汽輪發電機組的振動數值是一項重要的技術指標。汽輪機組的振動異常是常見的故障之一。與轉動部分有關聯的其它故障最終都要從機組的振動上表現出來。汽輪機運行中振動過大，可能造成汽封、滑銷磨損、軸瓦烏金龜裂、軸系材料的疲勞強度降低等危害，甚至引起轉子局部受熱發生彎曲嚴重的設備損壞事故。因此，對于汽輪發電機組在運行中發生的異常振動現象，要仔細分析出原因，采取措施加以處理。

[1]楊志強.汽輪機異常振動的原因與排除[J].工業技術,2012，6:99.

[2]張旭蓉，龔廣雄.660 MW汽輪發電機組振動分析[J].華中電力,2006，5:71.

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