350 MW超临界汽轮机组启动时振动异常的问题及处理

张瑞山

（国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃 兰州 730050）

350 MW超临界汽轮机组启动时振动异常的问题及处理

张瑞山

（国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃 兰州 730050）

对某电厂2×350 M W汽轮机组调试启动过程中汽轮机轴承发生振动异常问题，对由此引出的问题进行了详细的介绍，并就问题的分析、处理方法进行了阐述。

汽轮机组；启动；振动；处理

目前，国家对节能环保的要求越来越严。伴随着我国电力工业高速发展，容量在300 MW及以上的超临界火电机组在经济和环保的性能上已成为电网上的主力。大型机组的安全性至关重要。汽轮机作为发电系统的重要组成部分，如出现故障，直接影响发电系统。汽轮机运行中振动的大小，是机组安全与经济运行的重要指标，也是判断机组安装检修质量的重要指标。汽轮机运行中振动异常，可能造成重大的危害和后果。由于机组的振动往往受多方面的影响，跟汽机本体有关的设备或介质是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质等。因此，针对汽轮机异常振动原因的分析就显得尤为重要。

1 机组及润滑油系统概况

某电厂热电联产新建工程2×350 MW机组为汽轮机为东方汽轮机厂有限责任公司制造的超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、抽汽凝汽式间接空冷汽轮机，型号是C J K 350/267-24.2/0.4/566/566。汽轮机组高、中压汽缸采用合缸结构，通流部分反向布置。由高、中压外缸、高压内缸和中压内缸组成，形成双层汽缸结构。高、中压外缸和内缸缸体都是合金钢铸件，各沿水平中分面分为上汽缸和下汽缸，上、下汽缸之间用法兰螺栓紧固，用于机组的安装和检修。汽轮机轴系共由六个轴承支承。高压缸由1#、2#轴承支承，低压缸由3#、4#轴承支承，发电机由5#、6#轴承支承。

机组的润滑油系统供给保安系统用油、机组轴承润滑和盘车装置用油；润滑油系统由主油箱、主油泵、高压交流油泵、交流润滑油泵及直流润滑油泵、注油器、冷油器、低油压过压阀、滤油器、润滑油压力开关等组成。机组正常运行时，由主油泵提供保安系统和润滑用油；机组起动、停机过程和静态调试时，由交流启动油泵提供用油；在机组润滑油系统油压降至规定值时，交流润滑油泵、直流润滑油泵可自动投入，供给润滑油；机组盘车时，由交流润滑油泵供油。

2 机组启动时振动异常的问题及解决

2.1 首次定速3000 r/mi n时振动异常问题及解决

机组首次整套启动，启动参数如下：主汽压力5.25 MP a；主汽温度408℃；再热蒸汽压力0.24 MP a；再热蒸汽温度360℃；机组润滑油压力0.16 MP a；润滑油温度40.5℃；盘车电流23.1 A；偏心19.56 μm；左/右侧热膨胀5.88/6.73 mm；高中压缸/低压缸差胀2.44/3.66 mm；轴向位移-0.19 mm；系统真空-67.1 k P a；E H油压12.3 MP a，E H油温42.6℃。各项参数具备冲转条件，机组冲转至3000 r/mi n定速。轴系各轴承轴振等相关参数如表1。

机组定速30 mi n后，机组振动发生变化，其中3#、4#轴承X方向轴振示值出现较大摆动(3#轴承X方向轴振25～65 μm，4#轴承X方向轴振28 μm～77 μm)。经现场听音，有轻微摩擦声。轴系各轴承参数见表2。

表1 首次定速3000 r/mi n时各轴承相关参数

表2 暖机30 mi n后各轴承相关参数

表3 机组汽封消缺后各轴承相关参数

表4 机组轴润滑油进油管滤网拆除后各轴瓦相关参数

机组振动出现此项问题，先检查3#、4#轴承轴振传感器是否存在缺陷，导致示值出现偏差。经检查后3#、4#轴瓦轴振传感器工作正常。通过对测振仪器振动数据与图表分析，3#、4#轴承X方向轴振中主要分量不完全为一倍频，还有其它频率分量振动迭加，结合3#、4#轴承X方向轴振为有规律的摆动，初步可以排除转子质量不平衡而引起此项振动。接下来，机组调整运行参数，如轴封压力及温度、润滑油温、机组真空等，振动异常现象没有发生明显变化。进一步分析得出应该是与汽机本体相关的介质为引起此项振动异常的原因。打闸停机后，经综合分析，决定对机组3#、4#轴瓦进行检查，发现低压缸两侧通流石墨汽封断裂。缺陷消除后，继续启动。

2.2 机组汽封消缺后出现的振动异常问题及解决

汽封缺陷处理后，机组重新启动，冲转至3000 r/m i n定速。定速后机组轴系各轴瓦的轴振动等相关参数正常。机组进行相关试验，3 h后，机组振动发生变化，其中3#、4#轴承X方向轴振示值再次出现较大摆动(3#轴承X方向轴振：29～55 μm，4#轴承X方向轴振：32～69 μm)。轴系各轴承参数见表3。

机组出现的3#、4#轴承轴振异常问题，与先前出现的状况相同。经综合分析，问题原因还是在汽轮机本体上。打闸停机后，对3#、4#轴瓦上、下瓦翻瓦检查，并对润滑油系统、低压缸、后缸喷雾装置等安装情况复查，在对3#、4#轴瓦润滑油系统进行检查时，发现3#、4#轴瓦润滑油进油管滤网未拆除。

3 润滑油进油管滤网拆除后机组启动情况

在机组轴润滑油进油管滤网拆除后继续启动，3#、4#轴承振动异常现象消失，机组振动在合格范围内。轴系各轴瓦各参数见表4。

4 结语

汽轮发电机组的振动数值是一项重要的技术指标。汽轮机组的振动异常是常见的故障之一。与转动部分有关联的其它故障最终都要从机组的振动上表现出来。汽轮机运行中振动过大，可能造成汽封、滑销磨损、轴瓦乌金龟裂、轴系材料的疲劳强度降低等危害，甚至引起转子局部受热发生弯曲严重的设备损坏事故。因此，对于汽轮发电机组在运行中发生的异常振动现象，要仔细分析出原因，采取措施加以处理。

[1]杨志强.汽轮机异常振动的原因与排除[J].工业技术,2012，6:99.

[2]张旭蓉，龚广雄.660 MW汽轮发电机组振动分析[J].华中电力,2006，5:71.

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