300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系振動分析

侯江敏

摘 要：汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動力機(jī)械，又稱蒸汽透平，主要用作發(fā)電用的原動機(jī)，也可直接驅(qū)動各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等，還可以利用汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)是中國從美國引進(jìn)的一種具有單機(jī)功率大、效率高、壽命長的汽輪機(jī)組，300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)的應(yīng)用很好的推動了我國工業(yè)的發(fā)展。然而在300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)使用當(dāng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)軸系振動問題，基于此，本文對300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系振動原因和改善辦法進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：300MW亞臨界汽輪機(jī)；軸系振動；原因；蒸汽機(jī)

300MW機(jī)組型式是亞臨界中間一次再熱自然循環(huán)汽包爐，通風(fēng)方式為平衡通風(fēng)，主汽溫調(diào)節(jié)方式為二級噴水減溫，燃燒方式為正壓直吹四角切圓，點(diǎn)火用油為輕柴油，點(diǎn)火方式為#1爐小油槍、#2爐等離子。再熱汽溫調(diào)節(jié)方式：擺動燃燒器擺角和噴水減溫。300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系在運(yùn)行過程中，或多或少都會存在振動現(xiàn)象，局部區(qū)域出現(xiàn)動、靜間隙消失。本文就300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系振動相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究，希望能為同行貢獻(xiàn)自己的綿薄之力。

一、300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系結(jié)構(gòu)

機(jī)組軸系由高、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子組成，各轉(zhuǎn)子之間分別用剛性聯(lián)軸器連接（見圖1）。高中壓轉(zhuǎn)子1號及2號軸承為落地式，低壓轉(zhuǎn)子3號及4號軸承安裝在排汽缸上，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5號及6號軸承為端蓋式軸承，7號及8號軸承與勵磁機(jī)安裝在臺板上；低壓轉(zhuǎn)子3號及4號軸瓦、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5號及6號瓦和勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子7號及8號軸瓦都為橢圓瓦，分別支撐在6個(gè)軸承上。

該機(jī)組安裝時(shí)低壓轉(zhuǎn)子保持水平，高中、壓轉(zhuǎn)子前端和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端向上翹起，各軸頸的標(biāo)高和轉(zhuǎn)角以及聯(lián)軸器張口等還要考慮冷、熱態(tài)的差別和凝汽器與低壓外缸連接方式的影響。轉(zhuǎn)子靜撓度曲線見圖2。

二、300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系振動原因

其一，轉(zhuǎn)子振動。低壓轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定振動和振動幅值增大主要表現(xiàn)在4號軸承上，3號軸承和4號軸承處軸振變化均很小，瓦振變化比軸振變化大，從而出現(xiàn)轉(zhuǎn)子振動現(xiàn)象；其二，勵磁機(jī)軸振動。經(jīng)過跟蹤和測量發(fā)現(xiàn)，軸振動能夠在一定時(shí)間內(nèi)較為穩(wěn)定，但是隨著300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)間和參數(shù)變化，其振動幅度會有所升高。300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸承振動相位可以增加10°，1號軸振動相位最小幅度為143°，最大幅度為206°，6號軸振動相位幅度振動范圍在30°到35°之間。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子比較短，因此即使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體發(fā)生改變，6號和5號軸振動相位都不會發(fā)生太大變化，但是如果發(fā)電機(jī)振動幅度增大較多時(shí)，很有可能使6號和5號軸振動差距較大，從而出現(xiàn)勵磁機(jī)軸振動現(xiàn)象。

三、緩解300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系振動的對策

（一）維持300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)凝汽器最佳真空。讓300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)凝汽器維持最佳真空可以從以下幾個(gè)方向進(jìn)行：其一，保證汽輪機(jī)組的密封性。相關(guān)工作人員要定期檢查汽輪機(jī)組密封性，最好選在對汽輪機(jī)大修的階段進(jìn)行檢查和維護(hù)工作，避免凝汽器出現(xiàn)泄漏的情況；其二，對循環(huán)水品質(zhì)進(jìn)行控制。應(yīng)該避免凝汽器內(nèi)出現(xiàn)水垢，以此保證銅管內(nèi)的熱交換效率；其三，凝結(jié)水位保持在合理的位置，水位抬高就會使凝汽器里面的真空下降，最終使冷卻面積不足。

（二）加強(qiáng)汽輪機(jī)的運(yùn)行管理。300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中可以采用定-滑-定的運(yùn)行方式。實(shí)際上就是在高負(fù)荷區(qū)域下，為了保持機(jī)組的高效率，那么就應(yīng)該改變通流面積（一般采用噴嘴調(diào)節(jié)）來實(shí)現(xiàn)。在極低負(fù)荷下，為了保持給水泵軸臨界轉(zhuǎn)速、燃燒、水循環(huán)工況能夠得到穩(wěn)定，應(yīng)該使用低水平的定壓調(diào)節(jié)。而在中間負(fù)荷區(qū)，就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來加減負(fù)荷（一般采用鍋爐調(diào)整壓力），使得汽門的開關(guān)處于滑壓運(yùn)行狀態(tài)。為了提高給水溫度和投入率，減少加熱器端差，對加熱器水位進(jìn)行合理地調(diào)整，應(yīng)該在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)適當(dāng)提高汽輪機(jī)的主汽溫度、主汽壓力。低速暖機(jī)后，肯定機(jī)組一切正常，可逐漸開大主汽門將轉(zhuǎn)速升至1400 RPM，保持在40～80 min內(nèi)。

四、結(jié)語

引起機(jī)組振動的原因很多，情況也比較復(fù)雜，在處理振動問題時(shí)，一定要仔細(xì)分析各方面因素，找到引起機(jī)組振動的真正原因，對癥下藥，不能遇到振動就用動平衡的方法來解決，以免在轉(zhuǎn)子上增加額外的不平衡重量。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈豐田.300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系振動原因及處理措施[J].科技資訊，2013，02：131.

[2]張進(jìn)偉.300MW亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)軸系振動原因及處理措施[J].廣東科技，2012，11：57+63.

[3]張亞平.某300MW汽輪機(jī)軸系振動問題分析及處理[J].東方電氣評論，2009，03：17-19.

[4]武進(jìn)猛，楊會斌，佘婷.300MW機(jī)組汽輪機(jī)軸瓦振動分析及處理[J].東北電力技術(shù)，2016，09：60-62.endprint