进气方式对供热汽轮机轴瓦振动的影响

雷建军

（山西阳光发电有限责任公司， 山西 阳泉 045200）

引言

节能减排，作为当前的主流大趋势，为进一步提高供热机组的经济运行水平，下大力气降低厂用电率，在竞争日趋激烈的电力市场上寻求一线生机是每一个电力企业面临的问题。虽然本电厂经过供热改造，提高了机组的热效率，降低的发电煤耗，但厂用电率仍处于较高水平，因此进一步降低厂用电是提高电厂整体盈利能力的正确之选。

山西阳光发电有限公司高背压供热改造后，供热规模为1 046.7 MW。原热网首站安装有5台流量2 335 m3/h，扬程125 mH2O的热网循环水泵。现对原1号、2号、5号供热循环电泵改造，改造后的小汽轮机将会代替原电动循环水泵，这将大大降低厂用电率。本文主要从小汽机不同的进汽方式，推断减小震动的最佳进汽方式，以及简要的从系统分析产生振动的原因，并减小其作用，保证机组安全运行，寻找最佳运行工况。

1 热网循环泵改为汽泵系统流程

本次改造，将原热网站其中3台热网循环水泵进行改造，即3台热网循环水泵采用汽轮机进行驱动。3台汽动热网循环水泵与原有2台电动热网循环水泵并联运行。运行方式如下：一期、二期采暖抽汽来供热网小汽轮机使用，每一台小汽轮机配备一台汽动循环泵，两个主汽门，两个调门。热网小汽轮机配备两个进气电动门，两个排汽电动门，排汽至热网加热器。加热器汽水分离，出水供热用户使用，实现供热取暖。

2 小汽轮机的选型

供热小汽轮机采用的是青岛捷能汽轮机集团股份有限公司生产的B1.7-0.5/0.15型1.7 MW背压式汽轮机。本汽轮机为单缸背压式汽轮机，本体主要由转子部分和静子部分组成。转子部分包括主轴、叶轮叶片、危急遮断器、滚珠推力轴承、汽轮机端半联轴器等；静子部分包括汽缸、汽阀总成、喷嘴组、转向导叶环、汽封、轴承、轴承座、调节汽阀连杆、危急遮断器连杆、底盘、蒸汽管路等。该小汽轮机主要技术数据如下页表1所示。

3 调试过程分析

3.1 单侧进汽

冲转时手动打开两个主汽门，再开1号调门，热网循环泵汽轮机进汽调门动作顺序如下页表2所示。

在供热改造调试期间，先对2号小汽轮机进行冲转，主汽门全开，并开1号调门，在冲转过程中，循环泵汽轮机前、后轴承X方向振动随着转速的升高也不断地攀升，前、后轴承Y方向振动值很小，如下页表3所示。

从下页表3可以看出随着转速的升高，前后轴承X方向的振动也在不断地增大，转速继续升高，当接近额定转速时，振动减小。转速下降时，振动值增大。手打停机后重新挂闸、冲转，现象不变。研究发现，当转速在900～1 300 r/min范围内时，前、后轴承X方向振动大；转速在1 300～1 500 r/min范围内时，振动小。

单侧进汽逻辑如下页图1所示。从逻辑中可以看出调门1与调门2存在一种函数关系，当阀门总指令大于70时，才逐渐开启调门2。不同时开启调门，是否会影响进汽的均衡，影响小汽轮机的受力平衡?改为双进汽是否会减小轴瓦振动?

图1 单侧进汽逻辑

表1 小汽轮机技术数据

3.2 双侧进汽

在对逻辑进行修改之前，考虑到调门存在的差异性，先对1号调门单侧进汽进行调试，单侧进汽冲转时转速与振动关系如表4所示。

表2 热网循环泵汽轮机进汽调门动作顺序

表3 转速与振动的关系

表4 转速与振动的关系

从表4可以看出，前、后轴承X方向的振动随着转速的升高而极具增大（相比于Y方向的振动），当转速维持在1 400 r/min时，X方向的振动可以相对减小。

振动情况没有得到改善，考虑到小汽轮机单侧进汽，汽轮机受力不均，遂将单侧进汽逻辑修改，改为双侧进汽，组态逻辑及振动下页表5所示。

表5 转速与振动的关系

从图中不难看出逻辑改为双侧进汽后X方向的振动依旧很大，甚至远远超过保护动作值。当转速维持在1 200～1 300 r/min时，X方向的振动相对较小，转速在900～1 100 r/min，以及1 300～1 500 r/min范围内时，转速会迅速增大。

考虑到冲转过程单方向振动值易达到保护动作值，导致小汽轮机频繁冲转、停机，易造成设备损坏，将振动保护逻辑组态为X（Y）方向振动达到70 μm（单方向动作值）时且Y（X）方向振动达到50 μm（报警值）时才会导致停机。单方向轴瓦振动值超过保护动作值不会引起保护动作，造成停机。

4 结论

调试证明，汽轮机振动大与汽机的进汽方式无关。单侧进汽时，当转速在900～1 200 r/min范围内时，前后轴瓦X方向的振动为30～50 μm；当转速为1 300～1 400 r/min时，振动为20～35 μm；双侧进汽时，当转速在900～1 200 r/min范围内时，振动为 30～55 μm；当转速为 1 300～1 400 r/min 时，振动为40～70 μm。进汽方式的不同对改善轴瓦振动影响很小，不是影响振动的主要因素。若要改善轴瓦振动大的问题，还需从整个热力系统上查找原因。

5 问题探讨

与机务人员进一步研究发现一下几方面问题：

1）小汽轮机在停机状态下，系统本身存在2～3μm的振动，启动过程中会将此振动值放大并且进行传递，可能会造成单方向振动偏大（系统需进一步优化才得以论证）。

2）小汽轮机基础紧固螺栓刚性弱，易引起振动。

以上提出的两个问题，需在停机状态下进一步优化。由于工期紧，供热压力大，现将小汽轮机转速维持在1 400 r/min，以保证单方向振动减小，减少对设备的损坏。待供热期结束，对系统进行进一步优化，将振动值减小到系统可控范围内。

参考文献

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