牛志成

摘 要：我公司一期安裝2×300MW國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型機(jī)組，經(jīng)過(guò)增容改造為330MW機(jī)組，通過(guò)兩臺(tái)機(jī)組的試運(yùn)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)這兩臺(tái)機(jī)組都存在振動(dòng)大的問(wèn)題，突出表現(xiàn)為4、6、7瓦振動(dòng)較大，甚至造成無(wú)法過(guò)臨界，降速過(guò)臨界振動(dòng)加劇。在試運(yùn)中通過(guò)不斷地探索與總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了該類型機(jī)組振動(dòng)的一些原因，另?yè)?jù)資料表明，國(guó)內(nèi)同類型機(jī)組都存在類似問(wèn)題，本文在收集有關(guān)資料并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)我廠及同類型機(jī)組振動(dòng)情況、原因作了一些分析，提出了在工作中如何防范330MW汽輪機(jī)組振動(dòng)的措施，供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)組；振動(dòng)原因；防范

中圖分類號(hào)：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、現(xiàn)狀分析

我廠#5、#6機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界、中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽反動(dòng)式凝汽機(jī)組。該機(jī)組參數(shù)為：型號(hào)N300-16.7/518/538，額定出力300MW，進(jìn)汽壓力為16.7MPa，進(jìn)汽溫度538℃，再熱汽溫538℃。該類型機(jī)組已經(jīng)3次完善化改進(jìn)，我廠為第十七、十八臺(tái)，屬第三次改進(jìn)（D156型）機(jī)組，所配發(fā)電機(jī)為上海電機(jī)廠生產(chǎn)的引進(jìn)西屋技術(shù)水平，水、氫、氫冷發(fā)電機(jī)。

我廠#5、#6機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)振動(dòng)一直偏大，集中表現(xiàn)為在中速暖機(jī)結(jié)束過(guò)臨界時(shí)#6、7瓦振動(dòng)嚴(yán)重超限，定速后#7瓦振動(dòng)仍達(dá)15～20絲左右，有時(shí)甚至連臨界也過(guò)不去，被迫打閘停機(jī)。正常運(yùn)行中#7瓦振動(dòng)波動(dòng)較大，特別是在密封油溫及發(fā)電機(jī)風(fēng)溫變化較大時(shí)對(duì)#7瓦振動(dòng)影響較大。在停機(jī)過(guò)臨界時(shí)#6、7瓦振動(dòng)仍嚴(yán)重超限達(dá)30絲左右。#4瓦振動(dòng)也較大，對(duì)真空、油溫等的變化較為敏感。

據(jù)了解，上汽廠引進(jìn)型300MW機(jī)組已投產(chǎn)多臺(tái)，從投產(chǎn)試運(yùn)情況看，絕大多數(shù)機(jī)組都有過(guò)較大振動(dòng)發(fā)生，例如：石橫某電廠：1號(hào)機(jī)，6瓦軸振178μm，大于報(bào)警值0.125μm，且5、7瓦都有振動(dòng)；2號(hào)機(jī)7瓦軸振145μm，大于報(bào)警值0.125μm，且5、6瓦都有振動(dòng)。上海某電廠：#11機(jī)，投用時(shí)7號(hào)瓦軸振200μm，進(jìn)行平衡處理后3瓦垂直和水平方向軸承座振動(dòng)，4號(hào)瓦3個(gè)方向的軸承座振動(dòng)及6號(hào)瓦垂直和水平方向軸承座振動(dòng)均達(dá)不到考核標(biāo)準(zhǔn)。

二、原因分析

對(duì)上汽廠所產(chǎn)引進(jìn)西屋公司300MW汽輪機(jī)及配用上海電機(jī)廠引進(jìn)西屋公司水、氫、氫發(fā)電機(jī)所組成的機(jī)組，其振動(dòng)原因一般有以下幾個(gè)方面：

1.由于#6、#7瓦之間對(duì)輪緊力變化引起振動(dòng)。由于#7軸承位于主勵(lì)與副勵(lì)之間，與#6軸承之間有一對(duì)輪相聯(lián)，此對(duì)輪聯(lián)接質(zhì)量對(duì)振動(dòng)有直接影響，對(duì)輪螺栓緊力在長(zhǎng)期運(yùn)行中有可能變化，從而影響#7瓦中心的變化，使得#7瓦振動(dòng)增加。#7瓦外側(cè)是副勵(lì)，它直接懸空，并且付勵(lì)磁機(jī)是永磁鋼結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期運(yùn)行中有可能造成磁場(chǎng)不對(duì)稱，這也是#7瓦容易產(chǎn)生振動(dòng)的原因。

2.密封瓦引起的碰磨振動(dòng)：該類型發(fā)電機(jī)對(duì)氫氣的密封采用雙流環(huán)式密封瓦結(jié)構(gòu)，在正常情況下密封瓦靠壓力油形成油膜，既起了密封作用，又對(duì)轉(zhuǎn)子起了部分支撐作用，增加了轉(zhuǎn)子剛度，但是該類型密封瓦為了減少氫氣泄漏及保證氫氣純度，密封瓦與轉(zhuǎn)子間隙保持較小，這個(gè)間隙一旦破壞將引起碰磨振動(dòng)。而機(jī)組軸系在升至額定轉(zhuǎn)速時(shí)要通過(guò)多個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有兩個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，在升速過(guò)程中容易引起密封瓦的碰磨，從而引起振動(dòng)。

3.機(jī)組勵(lì)磁機(jī)臨界轉(zhuǎn)速接近工作轉(zhuǎn)速。該類型機(jī)組勵(lì)磁機(jī)一階臨界設(shè)計(jì)為2450轉(zhuǎn)左右，而實(shí)際均在2700轉(zhuǎn)左右，而該機(jī)組為引進(jìn)美國(guó)西屋技術(shù)，美國(guó)采用3600轉(zhuǎn)工作轉(zhuǎn)速，臨界轉(zhuǎn)速與工作轉(zhuǎn)速有足夠的避開(kāi)量，而我國(guó)采用3000轉(zhuǎn)工作轉(zhuǎn)速，這樣實(shí)際一階臨界轉(zhuǎn)速滿足不了避開(kāi)工作轉(zhuǎn)速±10%的要求，因此在工作轉(zhuǎn)速下易產(chǎn)生振動(dòng)。

4.發(fā)電機(jī)風(fēng)溫對(duì)振動(dòng)的影響。該類型機(jī)組發(fā)電機(jī)定子采用氫氣冷卻，氫氣在發(fā)電機(jī)內(nèi)密閉循環(huán)，氫氣又用氫冷器進(jìn)行冷卻，氫氣冷卻器布置于發(fā)電機(jī)四角，總共8組冷卻器，但由于各角冷卻器調(diào)節(jié)依靠手動(dòng)截門來(lái)調(diào)節(jié)，發(fā)電機(jī)四角風(fēng)溫差別較大，尤其在開(kāi)機(jī)時(shí)偏差更大，因發(fā)電機(jī)四角風(fēng)溫偏差造成5、6瓦中心相對(duì)變化，引起機(jī)組振動(dòng)增大。而發(fā)電機(jī)的振動(dòng)又影響勵(lì)磁機(jī)的振動(dòng)，并且由于勵(lì)磁機(jī)質(zhì)量較小，勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)變化更為明顯，這一現(xiàn)象突出表現(xiàn)在7瓦振動(dòng)上。

5.運(yùn)行中軸承標(biāo)高變化的影響造成振動(dòng)增大。該類型機(jī)組3、4號(hào)瓦座坐落在下排汽缸上，當(dāng)抽吸真空時(shí)，在支撐剛度不足的情況下，支撐標(biāo)高發(fā)生變化，這種標(biāo)高的變化引起靠背輪中心的變化，這樣導(dǎo)致了熱態(tài)中心的變化，繼而引起振動(dòng)的發(fā)生。另外凝汽器真空的變化使得低壓缸排汽溫度發(fā)生變化，也使得#3、4軸承座中心發(fā)生變化，使得機(jī)組振動(dòng)增加。

6.機(jī)組轉(zhuǎn)子平衡不平衡引起振動(dòng)。機(jī)組各單轉(zhuǎn)子，制造廠在出廠時(shí)已進(jìn)行動(dòng)平衡，但由于條件限制無(wú)法進(jìn)行軸系平衡，現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)成軸系后，往往出現(xiàn)新的不平衡，我廠#5、#6機(jī)在試運(yùn)中都進(jìn)行了多次動(dòng)平衡才使振動(dòng)控制在報(bào)警值以內(nèi)。

7.安裝質(zhì)量不合格引起振動(dòng)。在安裝時(shí)對(duì)輪中心調(diào)整不當(dāng)，對(duì)輪螺栓緊力不夠，軸承標(biāo)高調(diào)整不正確等均能引起振動(dòng)。

三、振動(dòng)的預(yù)防

綜上所述，應(yīng)從以下幾方面防止汽輪機(jī)組振動(dòng)。

1.首先，應(yīng)加強(qiáng)安裝、檢修質(zhì)量。在安裝和調(diào)試期間應(yīng)對(duì)各轉(zhuǎn)子在制造廠動(dòng)平衡情況，殘余不平衡大小，勵(lì)磁機(jī)改進(jìn)情況及平衡情況做到心中有數(shù)。安裝時(shí)嚴(yán)格控制安裝工藝，嚴(yán)格按照制造廠要求調(diào)整標(biāo)高和對(duì)中工作。

2.調(diào)整好沖轉(zhuǎn)參數(shù)。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)靠軸承內(nèi)形成契形油膜產(chǎn)生的油壓而浮動(dòng)在軸承上，潤(rùn)滑油對(duì)轉(zhuǎn)子有潤(rùn)滑和冷卻作用，而潤(rùn)滑溫對(duì)油膜的厚度有直接影響，油溫越高油膜越薄，油溫越低油膜越厚。因此調(diào)整好潤(rùn)滑油溫可降低機(jī)組振動(dòng)。

3.密封油溫的變化也會(huì)引起振動(dòng)的變化。在密封瓦溫度不超限的情況下，盡量維持油溫上限，以保持密封環(huán)與氫氣溫差在5℃以下。此外真空的高低也會(huì)引起振動(dòng)的改變。因?yàn)檎婵盏淖兓瘯?huì)引起排汽缸溫度的變化，從而引起凝汽器膨脹的變化，凝汽器又與低壓缸相聯(lián)，由此影響了機(jī)組中心的變化，使機(jī)組振動(dòng)變化。開(kāi)機(jī)時(shí)應(yīng)調(diào)整好適當(dāng)?shù)恼婵?，不易過(guò)高過(guò)低，以振動(dòng)最小為宜。我廠#5、6機(jī)一般在-72kPa～-75kPa左右。

4.發(fā)電機(jī)風(fēng)溫應(yīng)調(diào)平衡。因發(fā)電機(jī)氫冷器位于發(fā)電機(jī)四個(gè)角，四角風(fēng)溫不同會(huì)使#5、6瓦中心相對(duì)改變而使機(jī)組振動(dòng)增加。我廠#5、6機(jī)對(duì)風(fēng)溫變化特別敏感，這在實(shí)際工作中已引起了足夠重視。

5.沖轉(zhuǎn)時(shí)主、再熱汽溫選擇合適，使機(jī)組熱應(yīng)力減小。冷態(tài)啟動(dòng)前應(yīng)充分暖管疏水，按壓力低，溫度高的原則選取參數(shù)，并保證有56℃以上過(guò)熱度。熱態(tài)啟動(dòng)應(yīng)選擇壓力高溫度高的參數(shù)。

6.在啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)于振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)慎重，不得硬闖臨界或盲目加負(fù)荷，查明原因后方可確定。

7.沖轉(zhuǎn)后應(yīng)注意檢查機(jī)組的動(dòng)靜有無(wú)摩擦，中速曖機(jī)時(shí)應(yīng)注意汽缸各部膨脹是否充分，均勻，滑銷系統(tǒng)有無(wú)卡澀，暖機(jī)時(shí)間應(yīng)充分，密切監(jiān)視各軸瓦油膜壓力變化。在停機(jī)時(shí)若惰走過(guò)臨界振動(dòng)過(guò)大時(shí)，應(yīng)提前將機(jī)組真空適當(dāng)破壞加速過(guò)臨界。在增減負(fù)荷過(guò)程中注意控制變負(fù)荷速度，保證汽缸各部膨脹均勻，在增減勵(lì)磁時(shí)注意觀察對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響。

結(jié)語(yǔ)

目前我廠在運(yùn)行方面經(jīng)過(guò)試運(yùn)取得了不少經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)組性能有了深入了解，參數(shù)調(diào)整也有了把握，并經(jīng)過(guò)多次大小修處理，振動(dòng)情況有了較大改善，只有#7瓦振動(dòng)在10絲左右，但已低于報(bào)警值。

參考文獻(xiàn)

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