燃气-蒸汽联合循环机组振动故障诊断与处理

丁淇德

（华北电力大学，北京 102206）

1 故障概况

某燃气-蒸汽联合循环发电厂#2机组，燃气轮机型号V94.3A，采用单缸单轴、轴向排气的结构。燃烧室为环形燃烧室。发电机是冷端驱动，与燃气轮机刚性连接，采用有刷励磁方式，冷却系统为水-氢-氢。汽轮机型号为H30-25，E-30-25-1×12.5（TCF1），为三压、再热、双缸凝汽式汽轮机。 全周进汽式，无调节级，与发电机通过SSS离合器联轴，构成完整的单轴配置。机组共有8个支承轴承（见图1）。

图1

机组DCS历史记录，负荷393MW稳定运行， #5轴振测点多次出现异常波动，最大值达到138μm。从趋势图上看#5轴振增大时，#4轴振有一定减小的趋势。机组负荷降至250MW后。振动值逐渐下降至正常值。

2 分析诊断

组织专业人员，使用振动信号采集分析装置（Adre408），进行现场振动测试分析。从机组配备的VM600TSI系统的缓冲输出接口对轴振信号进行测量。在试验过程中，#5轴振有两次明显的波动。第一次机组带满负荷390MW运行，#5轴振爬升过程中减负荷至250MW后，#5轴振逐渐降低至正常值；第二次机组带300MW负荷运行，#5轴振爬升至158μm，减负荷至250MW，该振动测点降低至正常值。

第二次振动波动时，#5X、#5Y轴振最大值约 179μm、219μm， 其中工频分量仅 24μm、73μm， 而 0.5 倍频则达到158μm、145μm，#5轴振正常时，#5X、#5Y 轴振测点也有一定的0.5倍频分量，其在10～40μm之间波动。#5轴振振动增大时，其工频分量比正常，时略有增大，#4轴振略有减小，且减小的主要成分为工频成分，同时#6、#7、#8轴振也有一定的变化，且变化的主要成分为工频分量。（见图2）。

根据以上分析，该机组振动故障具有以下几个特征：#5轴振异常波动多发生在300MW负荷以上，振动爬升时，将负荷降低至250MW，#5轴振会逐渐降低，恢复正常；机组正常运行时，#5轴振有明显的0.5倍频成分，#5轴振大时，主要成分也为0.5倍频；#5轴振增大时，#4～#8轴振有同步的波动，波动的主要成分为工频。

3 处理方案

当#5轴振大幅爬升时，采取减负荷的手段，控制机组运行期间#5瓦振动。

引起机组振动诱因是轴系存在轻微的碰磨，造成#5轴振工频分量波动，#5轴振工频分量增大到一定值时，诱发严重的半速涡动；对于轻微碰磨可通过控制振动逐渐磨合的方法，使其消除。

引起机组振动的主要原因是#5轴承不稳定，存在明显的半速涡动，2013年1月利用#2机组停机机会，对其SSS离合器和#5轴承顶隙、标高、乌金等项目进行检查，并做相应的调整，将#5瓦抬高50μm，增强了轴瓦稳定性，结果基本消除了半速涡动。#2机组启动后#5瓦振动明显降低，轴振稳定在50μm左右。

图2