300MW汽輪機組汽流激振問題及處理分析

周興泉

摘 要：汽輪機組汽流激振問題是現(xiàn)階段各類汽輪機運行中所要面臨的不良現(xiàn)象，該現(xiàn)象主要表現(xiàn)于高壓轉子上，繼而對汽輪機組的穩(wěn)定運行產生不良影響。而由于汽輪激振問題的成因往往比較復雜，這就需要相關人員對汽輪機組的運行情況加以科學分析，由此確保汽輪機組的正常運行。故本文就對300MW汽輪機組汽流激振問題的成因展開探究，并針對其問題成因分析了具體的處理對策。

關鍵詞：汽輪機組;汽流激振;故障處理

導致300MW汽輪機組運行中出現(xiàn)汽流激振問題的原因往往較為復雜，故要對該問題進行處理、保障汽輪機組的穩(wěn)定運行時，相關人員就應當先對其問題成因進行一定探究，并經由采取針對性的處理措施，才能快速、有效的解決汽流激振問題，以實現(xiàn)對汽輪機組穩(wěn)定運行的保障。這就需要相關人員能夠明確汽輪機組振動時的振動規(guī)律與性質，以此為基礎對汽流激振問題及處理進行有效分析。

1 300MW汽輪機組進行試驗

在某電廠中，應用了兩組300MW亞臨界汽輪機機組，相關的汽輪機組主要為東方汽輪機廠生產的優(yōu)化機型。在汽輪機組的應用運行中，我們對其內部構造、運行情況等進行了細致監(jiān)控。首先，在汽輪機組啟動后，其沖轉速度逐漸提升，在并網帶初始負荷的過程中也有著較為穩(wěn)定的運行狀況。在低負荷的運行中其振動較為平穩(wěn)，相關成軸的振動也呈現(xiàn)出正常現(xiàn)象。而在其負荷升高至180MW時，機組內部承軸振動情況尚還處于穩(wěn)定，但當期負荷繼續(xù)升高至200MW及以上時，其承軸中2號承軸的x向振動出現(xiàn)不正常的大幅度振動，其振幅達至報警值。當其負荷繼續(xù)升高至240MW左右時，其2號承軸x向振動再次出現(xiàn)波動，并且在持續(xù)的波動后出現(xiàn)階段式跳躍，其中的整個軸系的振動出現(xiàn)顯著增加并超過保護動作值，進而引起機組保護跳閘。而根據監(jiān)測過程相關的數據記錄顯示，從2號承軸X向軸振動發(fā)生波動到振動現(xiàn)象出現(xiàn)階段變化而引發(fā)保護動作的時間在10s內。而在之后的1號機組二次啟動過程，上述現(xiàn)象又再次發(fā)生。由此我們便針對汽輪機組出現(xiàn)汽流激振問題的成因展開了深入探究與分析，以期能夠對汽輪機組的振動現(xiàn)象加以處理、解決。

2 300MW汽輪機組汽流激振問題的成因分析

根據試驗中機組啟動情況與負荷振動現(xiàn)象的分析，我們發(fā)現(xiàn)機組過大振動的現(xiàn)象通常出現(xiàn)于達到70%最大負荷時，并且過大振動的情況出現(xiàn)時具有突發(fā)性，在發(fā)生前沒有明顯預兆現(xiàn)象。而在結合試驗機組投入運行中所存在的相關問題與參考近年來對機組振動的處理實例，經初步判斷后，機組過于強烈的振動應是由于汽流激振所引起。[1]而汽流激振問題通常是由于汽輪機中高壓或高中壓轉子上突然產生振動現(xiàn)象，并且相關現(xiàn)象還會出現(xiàn)在機組并網之后，進而導致其負荷不斷增加。而鑒于汽流激振敏感于負荷、發(fā)生于高負荷等特點，由此可以得出汽流激振現(xiàn)象的發(fā)生通常有一個負荷層級，只有汽輪機組運行中的負荷數值達到這個負荷級，才會出現(xiàn)突發(fā)性的振動現(xiàn)象。由此，相關人員就可以基于此來對汽輪激振問題加以處理。

3 300MW汽輪機組汽流激振問題的處理分析

3.1 增加系統(tǒng)阻尼

在解決汽流激振現(xiàn)象時，較為常用的方法便是增加其系統(tǒng)阻尼。相關人員應當對汽輪機組中 汽缸與轉子中心的位置進行調整，并通過在汽輪機組的運行中對上述兩部分的運行狀態(tài)加以監(jiān)測，確保在汽輪機運行中轉子與 汽缸中心的穩(wěn)定，以預防由于兩者出現(xiàn)偏移而產生汽流激振問題。還可以采取增大轉子與隔板間軸向間隙的方式，通過噴嘴、靜葉與動葉等的互相作用來增大軸向間隙，由此減少氣流窩動的激振力，但同時該方式也會伴有降低汽輪機內部運轉效率的負面作用，故在應用該方式時也需要相關人員對其利弊進行權衡。同時，改變調速氣門的開啟程序也能在一定程度上避免相關轉子因外力作用，而出現(xiàn)徑向偏移與轉子力矩等現(xiàn)象，從而也能起到增加系統(tǒng)阻尼的作用。并且相關人員也可經由對軸瓦阻尼的增加，從而帶動系統(tǒng)阻尼的提高，比如縮小軸瓦間隙、增大軸瓦長度或是使用黏性良好的潤滑油，相關措施都能良好增加軸瓦阻尼。而在對軸瓦間隙、長度等進行調整時，選用穩(wěn)定性更好的軸瓦與安置擠壓油膜阻尼器等方式也能起到對汽輪機組穩(wěn)定運行的保障作用。此外，提高轉子的臨界轉速也能在一定程度上確保系統(tǒng)阻尼的提高。

3.2 調節(jié)閥的調控

當300MW汽輪機組的運行負荷在180MW以下時，相關人員可以將順序閥的運行狀態(tài)調整為單閥運行，然后將其運行負荷緩慢提高，在負荷達至200MW左右時，相關人員應靜待汽輪機組內部的振動穩(wěn)定，并應在振動穩(wěn)定10min后再繼續(xù)提高其運行負荷。而在繼續(xù)升高中，其負荷每升高5MW便應待其振動穩(wěn)定10min，由此起到對汽流激振問題的預防作用。而即便在機組出現(xiàn)激振現(xiàn)象后，相關人員也應當明確自身任務，經由采取諸如投入功率閉環(huán)控制、穩(wěn)定主汽參數等方式，從而控制其振動，并在實現(xiàn)對其振動現(xiàn)象的控制后，相關人員還應對其振動變化的規(guī)律進行觀察、探索，以預防汽流激振問題的二次發(fā)生。但若在試驗開始前汽輪機組的運行狀態(tài)就已不甚穩(wěn)定，那么在之后的相關環(huán)節(jié)中，若其振動通頻值比預期數值高過20微米，就應當立即停止試驗，停止相關的閥門動作。而若其振動通頻值在35微米以上時，則應在停止試驗后采取降振措施將其振動頻率恢復。

4 結語

綜上所述，現(xiàn)階段300MW汽輪機組的運行中常會面臨因汽流激振現(xiàn)象而導致的突發(fā)性過度振動問題，這就需要相關人員加以重視，并積極采取處理措施。而鑒于其汽流激振現(xiàn)象往往與有功負荷的數值與調節(jié)閥的開度等因素有一定關聯(lián)，故相關人員就應當重視起汽輪機組的運行模式，并經由對調節(jié)閥的科學調控與系統(tǒng)瓦尼的增加，保障汽輪機組的正常運行。

參考文獻：

[1]李海斌，葉兆青，黃思源，等.300 MW汽輪機組抗燃油劣化原因分析及處理[J].廣東電力，2017，30（9）：37-40.