郭 強（西安熱電有限責任公司，陜西 西安 710086）

CC50汽輪機振動大故障分析排查及防范

郭 強
（西安熱電有限責任公司，陜西 西安 710086）

某熱電廠4#汽輪機型號為CC50—8.83/0.981/0.196，自2008年4月起連續(xù)多次發(fā)生振動大故障。通過對機組設備進行全面分析排查，查明振動原因是軸封供汽帶水，引發(fā)機組振動；且被迫停機過程中，冷空氣由疏水檢查門順抽汽管道進入汽輪機內，造成設備損害。由此制定防范措施，解決了振動故障。

汽輪機組；軸承振動；分析排查；軸封供汽；疏水檢查門

某熱電廠4#汽輪機是上海汽輪機有限公司制造的單缸、沖動、雙抽汽（兩級調整抽汽）凝汽式機組。型號CC50—8.83/0.981/0.196，出廠編號D178—2，額定功率50MW，額定中壓抽汽量140t/h，軸承振動限值0.03mm。

機組于2003年11月7日正式投運，至2008年4月12日累計運行36184小時，啟停80次。其間運行基本穩(wěn)定，但此后連續(xù)多次發(fā)生振動大故障。

1 故障現(xiàn)象和處理情況

1.1 2008年6月22日振動大故障停機

2008年6月22日19∶10時，#4汽輪機電負荷44MW、主汽壓力8.99/8.99MPa、溫度530/531℃，#1-#3軸瓦振動開始緩升，19∶16時減負荷至30MW，19∶26時#1-#4軸瓦振動升至36/50/50/4.68μm；19∶27時#3瓦振動68μm，破壞真空停機。

停機后揭缸發(fā)現(xiàn)：

（1）中壓回轉隔板導葉有擦傷痕跡。

（2）前汽封下部汽封圈磨損嚴重，汽封齒卷邊。

（3）各級葉片圍帶均有摩擦痕跡。

（4）II、IV抽汽口有白色水印、同位置轉子表面銹跡嚴重。

（5）末級及次末級葉片有較多雨滴狀水漬。

2008年7月4日，#4汽輪機經修復后重新啟動并網。

1.2 2009年1月5日振動大故障停機

2009年1月5日23∶41時，#4汽輪機電負荷51MW、對外供汽量156t/ h，各軸瓦振動開始緩升；23∶45時#1-#4軸瓦振動升至45/42/28/20μm，解列高加；23∶48時#1-#4軸瓦振動40/38/25/22μm，減電負荷至15MW、解列對外供汽；2009年1月6日0∶14時，#1-#4軸瓦振動升至62/58/40/30μm，破壞真空停機。

2009年1月6日5：11時重新啟動#4機，檢查無異常后并網，接帶熱電負荷。

1.3 除此之外，2008年4月12日3∶30時、2008年5月25日15∶15時、2009年元月8日15∶00時、2009年元月11日20∶02時發(fā)生過四次類似的異常振動。經小幅降低熱電負荷，并保持穩(wěn)定，數(shù)小時后逐漸恢復正常。

2 振動故障分析排查

如果#4機異常振動原因查不清楚，類似振動仍會發(fā)生；通過對軸封系統(tǒng)及機組所有設備進行全面檢查，最終查明了振動原因。分析排查過程如下：

（1）機組軸封供汽汽源來自高壓除氧器汽平衡母管，是壓力0.2MPa～0.48 MPa、溫度133℃～157℃的飽和蒸汽；調速汽門門桿漏汽的一級也接入軸封供汽管，機組運行時提供部分蒸汽。

（2）檢查發(fā)現(xiàn)

運行中在全開軸封供汽管道各閥門的情況下，前軸封壓力0.005MPa左右，后軸封壓力0.005MPa～0.02MPa，低于制造廠允許范圍（換算為表壓0.01MPa～0.03MPa），說明軸封供汽管道不暢通。同時，檢查還發(fā)現(xiàn)軸封供汽管道保溫部分缺損。

運行中軸封供汽壓力經常出現(xiàn)明顯波動，在DCS趨勢圖上呈鋸齒狀；比對發(fā)現(xiàn)軸封供汽壓力的波動與高壓除氧器壓力不存在對應關系，說明軸封供汽壓力波動是由于調速汽門在特定開度附近隨電網頻率擺動，門桿漏汽量隨之變化造成的。

運行中軸封供汽均壓箱壓力0.02MPa，溫度100℃。當?shù)卮髿鈮毫?.0966MPa，表壓0.02MPa對應的飽和溫度為103.96℃。均壓箱溫度低于蒸汽的飽和溫度，說明均壓箱內有管道凝結水沉積。

（3）汽輪機振動分析

由于軸封供汽管道不暢通、保溫部分缺損，管道內蒸汽散熱產生管道凝結水；軸封供汽均壓箱位于管道最低處，且運行中疏水門在關閉位置，于是管道凝結水就沉積在均壓箱內。

均壓箱內管道凝結水沉積到足夠數(shù)量后，軸封供汽壓力波動時，會有部分管道凝結水被蒸汽攜帶進入汽輪機軸封，造成局部軸封齒部件變形，變形嚴重時汽封間隙消失發(fā)生碰磨，引起機組振動。

（4）2008年6月22日異常振動停機后，碰磨痕跡和水漬分析

2008年6月22日19：10時#3瓦振動68μm，破壞真空停機。此時，自動主汽門、調速汽門和各抽汽逆止門關閉，汽輪機內部呈負壓狀態(tài)。

由于事發(fā)前4#機高加檢修未投入，I、II段抽汽逆止門后疏水檢查門在開啟位置，停機時未能及時關閉，導致有冷空氣由檢查門順抽汽管道進入汽輪機汽缸中壓部位。汽缸和轉子遇冷收縮變形，發(fā)生動靜碰磨，殘留的蒸汽遇冷空氣凝結成水滴，部分落下，在II、IV抽汽口留下白色水印；冷空氣在凝汽器真空作用下繼續(xù)進入汽缸低壓部位，此時前軸封供汽通過軸封間隙，經前軸封（第三檔）漏汽、V段抽汽管滲入汽缸低壓部位，遇冷空氣凝結成水滴，擊打次末級及末級葉片，留下較多雨滴狀水漬。

3 防范措施

（1）運行中軸封供汽均壓箱適當疏水，避免管道凝結水在均壓箱內沉積。

（2）對軸封供汽管道進行檢查，確保通暢，并完善管道保溫。

（3）機組運行時不宜長時間開啟抽汽逆止門后疏水檢查門，遇停機應立即關閉疏水檢查門。

結語

CC50汽輪機組在國內熱電廠中裝機數(shù)量較多，這個軸承振動故障消除實例可供相關技術人員借鑒：

（1）汽輪機軸封供汽管道不暢通、保溫缺損，且運行中軸封供汽均壓箱沒有充分疏水，可導致軸封供汽帶水，引發(fā)機組振動，嚴重時被迫停機。

（2）如果機組運行時因故開啟抽汽管道上的疏水檢查門，那么遇停機冷空氣將由疏水檢查門順抽汽管道進入汽輪機內，對設備造成損害，應特別引起重視。

[1]郭曉山.CC50-8.83/0.981/0.118型汽輪機振動故障診斷及處理[J].電工文摘，2011 （04）.

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