300MW汽輪發(fā)電機(jī)組振動原因分析及處理

袁 田

（貴州西電電力股份有限公司黔北電廠 貴陽 551800）

1 引言

某電廠汽輪機(jī)組為NZK300-16.67/538/538型亞臨界參數(shù)，一次中間再熱、雙缸、雙排氣、單軸、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。本文研究的汽輪發(fā)電機(jī)組，前軸承箱中設(shè)置有汽輪機(jī)的推力軸承，與此同時(shí)也是轉(zhuǎn)子的相對死點(diǎn)。差脹指示器中安裝有低壓汽封電機(jī)端。針對高壓缸與低壓缸的設(shè)計(jì)通常采用內(nèi)外缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子與低壓轉(zhuǎn)子這三個(gè)部分作為組成汽輪發(fā)電機(jī)組軸系的主要部分。這三個(gè)部分都是沒有中心孔合金鋼整段的轉(zhuǎn)子。低壓轉(zhuǎn)子在整個(gè)發(fā)電機(jī)組中所發(fā)揮的作用為調(diào)動閥端，實(shí)現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)子與中壓轉(zhuǎn)子，電端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的剛性連接。

2 原始振動情況與故障現(xiàn)象

電廠一號機(jī)組是2011年完后的，且在歷經(jīng)7天試運(yùn)后正式應(yīng)用商業(yè)中。在投產(chǎn)驗(yàn)收的過程中機(jī)組振動已經(jīng)滿足有關(guān)要求。通過該300MW汽輪發(fā)電機(jī)組啟動階段與帶負(fù)荷時(shí)的振動數(shù)據(jù)可知，一號機(jī)組在調(diào)試的時(shí)候，驗(yàn)收階段的各瓦軸振動值都沒有超過80μm，達(dá)到了良好的振動水平。然而，隨著該汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的不斷提升，一號機(jī)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(jī)組溫態(tài)沖車，轉(zhuǎn)速上升到每分鐘1589r的時(shí)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(jī)組熱態(tài)打閘停機(jī)，轉(zhuǎn)速惰走到每分鐘1552r的時(shí)候，一、二號瓦軸振動與瓦振的最大值將分別達(dá)到了143μm與124μm。8月7日：啟動一號機(jī)組溫態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到每分鐘1643r的時(shí)候，一號瓦軸振動與瓦振動的最大值為155μm與19.01μm。而二號瓦軸的最大振動值為143μm。與此同時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到每分鐘1709r的時(shí)候，一號瓦軸振動與瓦振的最大振動值將為：156μm與10.96μm。而二號瓦軸振動最大值將為111μm，瓦振動將為5.14μm。8月14日：一號機(jī)組打閘停機(jī)，惰走到每分鐘1704r的時(shí)候，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。由這幾次啟動與停機(jī)結(jié)果可知，機(jī)組在過臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)候依舊存在有振動超標(biāo)的情況。

3 300MW汽輪發(fā)電機(jī)組振動原因與處理措施

由上述可知300MW汽輪發(fā)電機(jī)組的出現(xiàn)雖然為我國各大電廠發(fā)展注入了新鮮力量，但不可否認(rèn)的是300MW汽輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行的過程中仍存在有振動故障?；诖?，本文將通過升降速試驗(yàn)對300MW汽輪發(fā)電機(jī)組振動原因進(jìn)行分析，并給出具體的解決措施。

3.1 升降速試驗(yàn)

根據(jù)一號機(jī)組在該實(shí)驗(yàn)中啟動與停機(jī)所得的數(shù)據(jù)可知，一二號軸振在過高壓轉(zhuǎn)子與中壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)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_的半段，電廠可通過對一號機(jī)組冷態(tài)啟動升速與降速實(shí)驗(yàn)，利用有關(guān)振動監(jiān)測儀對一二號瓦振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并得出最終想要的結(jié)果。具體數(shù)據(jù)如表所示。

高中壓轉(zhuǎn)子振動數(shù)據(jù)記錄表

3.2 振動原因分析

根據(jù)數(shù)據(jù)記錄表可知，一二號瓦在高壓轉(zhuǎn)子與中壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)候，一二號瓦軸明顯發(fā)生了瓦軸增加的現(xiàn)象。再加上在升降速的實(shí)驗(yàn)中，兩者的振動幅值與相位的重現(xiàn)性較好?？梢姡惶枡C(jī)組在高壓轉(zhuǎn)子與中壓轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡的時(shí)候，會出現(xiàn)漸進(jìn)式彎曲相信。該現(xiàn)象也是導(dǎo)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(jī)組啟動與停機(jī)時(shí)的串軸上看，還是從氣缸金屬溫度等參數(shù)上來看，此過程中并沒有任何因素影響著轉(zhuǎn)子，讓轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲現(xiàn)象，因此，可以排除因運(yùn)行操作等人的原因造成振動異常。在后續(xù)檢查一二號瓦的時(shí)候也沒有發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，所以，可以排除因軸瓦原因?qū)е碌恼駝庸收铣霈F(xiàn)。機(jī)組在時(shí)運(yùn)期間過臨界轉(zhuǎn)速的時(shí)候，其振動值并沒有超標(biāo)，然后在后續(xù)的啟動與停運(yùn)中，機(jī)組振動卻發(fā)生了增加，特別是在熱態(tài)沖轉(zhuǎn)的時(shí)候，振動情況愈發(fā)明顯。

4 處理措施

因300MW汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)生較大的振動故障不僅將影響到汽輪發(fā)電機(jī)組本身的發(fā)展，而且不利于我國穩(wěn)定電量的供給。因此，面對上述所描述的振動故障原因，必須采取有效措施解決。具體做法可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。首先，在處理這類振動故障前，需要對同類型機(jī)組出現(xiàn)過類似的問題進(jìn)行調(diào)研，并且邀請具有權(quán)威性的專家針對該機(jī)組開展全面的故障處理工作。其次，根據(jù)現(xiàn)場模型計(jì)算出最終結(jié)果。另外，就改善后的300MW汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況來看可知，一號機(jī)組高壓轉(zhuǎn)子與中壓轉(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。

5 結(jié)束語

總而言之，300MW汽輪發(fā)電機(jī)組是我國新時(shí)代發(fā)展中不可缺少的一部分。通過上述對該方面內(nèi)容的深入分析可知，面對300MW汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中存在的振動問題，必須通過對其的深入分析，了解導(dǎo)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(jī)組在今后得到可持續(xù)發(fā)展，并在新時(shí)代中發(fā)揮其該有的作用。