汽机停机十八胺保养振动高过程及分析

梁青　周亮

摘 要：本文介绍了某电厂在一次停机加十八胺保养中出现的振动异常情况，并分析可能导致振动异常的原因，以及后续检修发现的问题及解决措施。

关键词：汽机；惰走；振动；十八胺保养

某电厂配置有两套180MW的燃气轮机联合循环发电机组，选用美国GE公司生产的PG9171E燃气轮机发电机组，汽机为哈尔滨汽轮机厂生产的N60-5.6/0.56/527/255型汽轮发电机组，额定功率为60MW。

1 机组停机惰走振动变化过程

按照公司安排晚上停机前对4#锅炉加十八胺保养，按照十八胺保养方案，蒸汽温度需控制在300-450℃（主要是因为十八胺分解温度为450℃），向调度申请带负荷82MW运行2小时。19：32令燃机按温态开始降负荷到50MW，通知化水开始对低压汽包加药。19：40燃机负荷降至50MW，汽机负荷32.2MW，高压主汽温度474℃，压力4.07MPa。20：05通知化水开始为高压包加药。20：20化水通知高压已加完药，要求机组运行循环一小时，发现此时汽机轴振2Y从40um（降负荷前为76um）持续上涨，20：33上升到127um出现轴承振动高报警。20：35汇报公司领导机组振动高需要提前停机，因怀疑可能是低负荷阶段末级叶片蒸汽带水导致振动高，且高压加药后循环时间只有15min，希望尝试提高燃机负荷以提高主蒸汽温度看是否能降低振动值，但轴振2Y值仍持续上升至170um，立即向中调申请停机，同时令燃机开始降负荷停机，汽机快速降负荷，同时为控制高压压力，开汽机高压旁路阀。检查轴向位移、差胀、滑油压力、轴瓦温度、轴承回油温度均正常。

20：51汽机解列停机。汽机解列前瓦振均合格，最高为2瓦瓦振28um。2#轴承振动X/Y：124/189um。

20：53转速2025rpm时轴振从1X/1Y：98/80um，2X/2Y：152/174um突升1X/1Y：76.7/157um，2X/2Y：167/266um，同时1#瓦振动达199um，2#瓦振动为54.5um；此时令汽机紧急破坏真空；转速至1414rpm时最高1X/1Y：68/179um，2X/2Y：368/495um，转子第一阶临界转速为1350-1720rpm，第二阶临界转速为1850-1930rpm、第三阶为2100-2200rpm临界转速；汽机岗在现场未听到金属撞击碰磨声音，现场检查滑油系统压力温度均正常。惰走过程中3#瓦振动最高46um、4#瓦振动最高为36.5um，惰走至1100rpm后各轴承振动逐步恢复正常。

21：29 盘车投入正常，惰走时间38min，由于提前破坏真空，较正常停机时惰走时间减少4min，本次转子惰走至1700rpm时间为4分33秒，对比11月3日正常停机惰走至1700rpm时间为4分42秒少了9秒。盘车电机电流7A，盘车状态下听声音正常。惰走过程中偏心最高是在转速17rpm时为81um，盘车投入后偏心很快下降至正常值。

2 分析可能导致振动高的原因

2.1 动静碰磨

碰磨主要发生在隔板汽封、叶片围带汽封、轴端汽封、各轴承的油档部位。其中真空、凝汽器灌水、缸温等会影响动静间隙。

①排查真空影响：从历史曲线可以看出在降负荷、停机过程过程中真空均无明显变化，汽机内缸上下缸温度基本相同，无明显偏差。

②轴封供汽：轴封供汽温度和压力偏低可能导致汽轮机进冷空气，或者导致汽封片局部温度快速下降变形，导致汽封变形出现碰磨，从历史曲线来看，轴封供汽压力、温度均在合格范围内。

③蒸汽品质：主要是体现在主蒸汽温度及压力、主蒸汽过热度、主蒸汽温度变化率、主蒸汽含水及含盐。查看历史曲线得知补汽的温度变化不大。主蒸汽温度最低为441℃，主蒸汽过热度至少为190℃，锅炉汽包水位也正常，且从内缸上下缸温差来看，未出现较大温差，实际差胀从降负荷前的0.47mm，汽机差胀的报警值为-4.0/+5.5mm，跳闸值为-4.5mm/+6.0mm，2Y振动增长时的差胀值为-0.18mm，最低降至-0.3mm，离差胀的报警值-4mm有较大距离，从这些数据来看导致动静碰磨的可能性较小。

④但降负荷过程中存在主蒸汽温度下降过快的问题，从19：32分至20：05分主蒸汽温度从528.5℃下降至443.66℃，其中最快阶段为19：38至19：48，期间主蒸汽温度从524.89℃下降至467.09℃，平均蒸汽温度下降速度为5.7℃/min，可能会使汽缸等高温部件产生过大的热应力，严重时可能造成动静部分摩擦。

2.2 油膜振荡

发生油膜振荡的主要特征是发生剧烈振动，振幅突然增加，声音异常，伴随着转轴剧烈振动，油膜破坏，轴承金属温度骤升，导致烧瓦或轴系的破坏。但查看数据，整个过程中，轴承金属温度未出现突升情况。查看历史曲线整个降负荷和停机过程中轴承金属温度、1#-4#轴承回油温度均无明显变化，在转子惰走过程中1#、3#、4#轴承金属温度、1#-4#轴承回油温度均一直为稳定下降趋势，2#轴承金属温度在转速1500rpm左右时上升了3.1℃（56.1至59.23℃），一分钟后下降至56.88℃，可能是因为此时2#轴承振动太大使轴承负荷增大导致，机组正常运行时该轴承的温度为58.5℃。如果出现油膜振荡，轴承金属温度应该会有更大幅度的升高。11月5日化水化验滑油水分及颗粒度均合格。

2.3 磨擦自激振动

由动静部分磨擦所产生的自激振动有两种表现形式，一是摩擦涡动，另一是磨擦抖动，干摩擦一般只在很低的摩擦转速时发生，7#停机过程中，转速在1000RPM后振动已经恢复正常值，与摩擦自激振动的情况不符。

2.4 转动部位飞脱

转动部件飞脱，振动会发生突增，参看历史曲线，解列前振动是持续逐级递增，未出现突增；机组解列后，振动峰值出现在临界转速附近，振动最高时现场未听到金属碰磨的声音。在转子惰走到1100RPM后振动逐步恢复正常，投盘车正常，盘车状态下检查听音均正常，偏心正常。

2.5 转子热弯曲

运行中汽缸进水、进冷空气、动静碰磨均有可能导致转子弯曲。

本次转子惰走至1700rpm时间为4分33秒，对比11月3日正常停机惰走至1700rpm时间为4分42秒减少9秒。分析惰走过程中偏心数据，从曲线可以看出在转子偏心在盘车1小时后基本趋于一致，盘车电机转子电流约为7A，与正常停机盘车时相同，且听音无异常。在低转速和盘车状态转子应该不存在弯曲情况。

2.6 发电机匝间短路

因振动主要在机组惰走过临界时突升，且发电机侧振动相对一致较为平稳。不可能是因为发电机匝间短路导致振动高。

经过分析总结，由于主蒸汽温度下降速度较快，转子收缩较快，导致出现动静碰磨，从而在停机过临界转速时振动急剧增大。①通过分析降负荷及惰走阶段各轴承金属温度、各轴承回油温度、惰走时间、化水油样检测等参数，各轴瓦应该没有损伤；②通过对惰走及盘车阶段偏心数据，振动高时现场听音未有明显的金属摩擦声，盘车状态下多次现场听音检查，转子应该不存在弯曲情况。

11月12日，邀请电科院专家进行分析，按照电科院专家的建议翻出汽机前后轴瓦检查，汽机前轴瓦乌金有轻微刮痕，经打磨后装回，前轴封气封片磨损比较严重，进行更换；后轴承瓦块检查无异常。11月15日，对机组进行试启动，启动过程中振动变化平稳，数值与此次事故前基本一致，机组恢复备用。

此次停机过程中主要存在的问题：①主蒸汽温度下降较快，虽然燃机为温态降负荷，但没有通知燃机在较高排气温度下停留，使主蒸汽温度下降速度超过规定速度。②当出现振动高时没有立刻停机，当振动值达到170um时才向中调申请停机，在惰走过临界转速时振动突然增大超过跳闸值。

作者简介：

梁青（1984—），男，湖南新化人，运行助理工程师，燃机轮机联合循环电厂运行值长；

周亮（1990—），男，江苏盐城人，助理工程师，运行值班员。