CC50汽轮机振动大故障分析排查及防范

2015-08-04西安热电有限责任公司陕西西安710086

中国新技术新产品 2015年7期

郭强（西安热电有限责任公司，陕西西安 710086）

CC50汽轮机振动大故障分析排查及防范

郭强
（西安热电有限责任公司，陕西西安 710086）

某热电厂4#汽轮机型号为CC50—8.83/0.981/0.196，自2008年4月起连续多次发生振动大故障。通过对机组设备进行全面分析排查，查明振动原因是轴封供汽带水，引发机组振动；且被迫停机过程中，冷空气由疏水检查门顺抽汽管道进入汽轮机内，造成设备损害。由此制定防范措施，解决了振动故障。

汽轮机组；轴承振动；分析排查；轴封供汽；疏水检查门

某热电厂4#汽轮机是上海汽轮机有限公司制造的单缸、冲动、双抽汽（两级调整抽汽）凝汽式机组。型号CC50—8.83/0.981/0.196，出厂编号D178—2，额定功率50MW，额定中压抽汽量140t/h，轴承振动限值0.03mm。

机组于2003年11月7日正式投运，至2008年4月12日累计运行36184小时，启停80次。其间运行基本稳定，但此后连续多次发生振动大故障。

1 故障现象和处理情况

1.1 2008年6月22日振动大故障停机

2008年6月22日19∶10时，#4汽轮机电负荷44MW、主汽压力8.99/8.99MPa、温度530/531℃，#1-#3轴瓦振动开始缓升，19∶16时减负荷至30MW，19∶26时#1-#4轴瓦振动升至36/50/50/4.68μm；19∶27时#3瓦振动68μm，破坏真空停机。

停机后揭缸发现：

（1）中压回转隔板导叶有擦伤痕迹。

（2）前汽封下部汽封圈磨损严重，汽封齿卷边。

（3）各级叶片围带均有摩擦痕迹。

（4）II、IV抽汽口有白色水印、同位置转子表面锈迹严重。

（5）末级及次末级叶片有较多雨滴状水渍。

2008年7月4日，#4汽轮机经修复后重新启动并网。

1.2 2009年1月5日振动大故障停机

2009年1月5日23∶41时，#4汽轮机电负荷51MW、对外供汽量156t/ h，各轴瓦振动开始缓升；23∶45时#1-#4轴瓦振动升至45/42/28/20μm，解列高加；23∶48时#1-#4轴瓦振动40/38/25/22μm，减电负荷至15MW、解列对外供汽；2009年1月6日0∶14时，#1-#4轴瓦振动升至62/58/40/30μm，破坏真空停机。

2009年1月6日5：11时重新启动#4机，检查无异常后并网，接带热电负荷。

1.3 除此之外，2008年4月12日3∶30时、2008年5月25日15∶15时、2009年元月8日15∶00时、2009年元月11日20∶02时发生过四次类似的异常振动。经小幅降低热电负荷，并保持稳定，数小时后逐渐恢复正常。

2 振动故障分析排查

如果#4机异常振动原因查不清楚，类似振动仍会发生；通过对轴封系统及机组所有设备进行全面检查，最终查明了振动原因。分析排查过程如下：

（1）机组轴封供汽汽源来自高压除氧器汽平衡母管，是压力0.2MPa～0.48 MPa、温度133℃～157℃的饱和蒸汽；调速汽门门杆漏汽的一级也接入轴封供汽管，机组运行时提供部分蒸汽。

（2）检查发现

运行中在全开轴封供汽管道各阀门的情况下，前轴封压力0.005MPa左右，后轴封压力0.005MPa～0.02MPa，低于制造厂允许范围（换算为表压0.01MPa～0.03MPa），说明轴封供汽管道不畅通。同时，检查还发现轴封供汽管道保温部分缺损。

运行中轴封供汽压力经常出现明显波动，在DCS趋势图上呈锯齿状；比对发现轴封供汽压力的波动与高压除氧器压力不存在对应关系，说明轴封供汽压力波动是由于调速汽门在特定开度附近随电网频率摆动，门杆漏汽量随之变化造成的。

运行中轴封供汽均压箱压力0.02MPa，温度100℃。当地大气压力0.0966MPa，表压0.02MPa对应的饱和温度为103.96℃。均压箱温度低于蒸汽的饱和温度，说明均压箱内有管道凝结水沉积。

（3）汽轮机振动分析

由于轴封供汽管道不畅通、保温部分缺损，管道内蒸汽散热产生管道凝结水；轴封供汽均压箱位于管道最低处，且运行中疏水门在关闭位置，于是管道凝结水就沉积在均压箱内。

均压箱内管道凝结水沉积到足够数量后，轴封供汽压力波动时，会有部分管道凝结水被蒸汽携带进入汽轮机轴封，造成局部轴封齿部件变形，变形严重时汽封间隙消失发生碰磨，引起机组振动。

（4）2008年6月22日异常振动停机后，碰磨痕迹和水渍分析

2008年6月22日19：10时#3瓦振动68μm，破坏真空停机。此时，自动主汽门、调速汽门和各抽汽逆止门关闭，汽轮机内部呈负压状态。

由于事发前4#机高加检修未投入，I、II段抽汽逆止门后疏水检查门在开启位置，停机时未能及时关闭，导致有冷空气由检查门顺抽汽管道进入汽轮机汽缸中压部位。汽缸和转子遇冷收缩变形，发生动静碰磨，残留的蒸汽遇冷空气凝结成水滴，部分落下，在II、IV抽汽口留下白色水印；冷空气在凝汽器真空作用下继续进入汽缸低压部位，此时前轴封供汽通过轴封间隙，经前轴封（第三档）漏汽、V段抽汽管渗入汽缸低压部位，遇冷空气凝结成水滴，击打次末级及末级叶片，留下较多雨滴状水渍。