近年來(lái)，300MW機(jī)組汽輪機(jī)頻繁的出現(xiàn)振動(dòng)故障，這給相關(guān)單位帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要講述的是300MW機(jī)組汽輪機(jī)出現(xiàn)故障的具體原因，并針對(duì)300MW機(jī)組汽輪機(jī)的振動(dòng)故障，提出了相關(guān)的解決措施。
當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷達(dá)到300MW的時(shí)候，會(huì)頻繁出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，只有將負(fù)荷降低到212MW的時(shí)候，機(jī)組振動(dòng)現(xiàn)象才會(huì)有所消減。機(jī)組汽輪機(jī)頻繁發(fā)生故障現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了機(jī)組的安全運(yùn)行。以下文章具體分析了機(jī)組汽輪機(jī)發(fā)生故障的原因。
機(jī)組汽輪機(jī)的振動(dòng)概況
1.1設(shè)備型號(hào)
汽輪機(jī)的型號(hào)是N300-16.7/537/537-3，汽輪機(jī)是由以下幾個(gè)部分所構(gòu)成的，分別是：①高中壓缸合缸、②一次中間再熱、③單軸、④雙缸雙排氣、⑤亞臨界、③沖動(dòng)凝氣式等。該其輪組的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)是QFS-300-2-20，該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻型式是水氫氫，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3000r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為300MW。以上所描述的這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)是電廠4X300MW工程中的第一臺(tái)機(jī)組，在4X300MW電廠中占據(jù)了極為重要的位置。
1.2軸系形式
機(jī)組的軸系，#1、#2、#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9、#10都是支撐機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)，支撐的是軸承支承汽輪機(jī)高一中壓轉(zhuǎn)子、#3和#4支撐的是軸承支承汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子、#5和#6支撐的是軸承支承發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、而#7、#8、#9、#10都是軸承支承勵(lì)磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)子，#1的軸承是5瓦塊可傾瓦軸承，其它的都是橢圓軸承。
1.3機(jī)組汽輪機(jī)的振動(dòng)情況
對(duì)機(jī)組的停啟過(guò)程，進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整的是運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)和變壓負(fù)荷的軸系測(cè)試（指的負(fù)荷在200~300MW的情況下）。當(dāng)高壓汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的低頻分量在1/2x（25Hz）的時(shí)候，那么，汽輪機(jī)在的運(yùn)行時(shí)就必須要達(dá)到200MW，當(dāng)不穩(wěn)定振動(dòng)和汽輪機(jī)高壓缸調(diào)節(jié)氣閥III同時(shí)開啟時(shí)，就達(dá)到了負(fù)荷增大的條件，兩者之間的關(guān)系極為密切，當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，#1中的軸承振動(dòng)頻譜就會(huì)顯示三個(gè)諧波特征頻率是，這三個(gè)頻率分別是：①1/2x（25Hz）、②3/2x（75Hz）、③1x（50Hz）等。當(dāng)#1和#2的軸承轉(zhuǎn)子的頻率達(dá)到1x（50Hz）的時(shí)候，振動(dòng)幅度就會(huì)逐漸加大，而且還會(huì)出現(xiàn)異常的聲響。經(jīng)過(guò)相關(guān)學(xué)者的實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)，#2的軸承油膜壓力數(shù)值是4.0MPa，#2的軸承油膜壓力數(shù)值跟同類型的機(jī)組數(shù)據(jù)相比較的話，#2的軸承油膜壓力數(shù)值是同類型的機(jī)組數(shù)據(jù)的2倍。進(jìn)過(guò)初步的診斷，其原因存在兩個(gè)方面，分別是：①汽輪機(jī)通流部分的間隙，存在一定的變化，使轉(zhuǎn)子之間發(fā)生摩擦。②#1可傾瓦軸承裝配結(jié)構(gòu)存在偏差，造成了轉(zhuǎn)子的失穩(wěn)。
對(duì)機(jī)組汽輪機(jī)的振動(dòng)故障進(jìn)行分析
2.1軸承檢查調(diào)整實(shí)驗(yàn)
在對(duì)軸承進(jìn)行停機(jī)間檢查時(shí)，轉(zhuǎn)子與主油泵之間的連接，是正常的，經(jīng)過(guò)實(shí)際的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)軸承頂部之間的縫隙為0.18毫米，要使上瓦蓋的接觸緊力達(dá)到0.07毫米，就必須喲增加0.25毫米的墊片。例如在某天下午的一點(diǎn)十七分時(shí)，啟動(dòng)軸承，當(dāng)時(shí)間在一點(diǎn)三十三分時(shí)，定速度就會(huì)達(dá)到3000r/min，在下午的二點(diǎn)十五分時(shí)并網(wǎng)，在下午的五點(diǎn)三十八分時(shí)，機(jī)組的負(fù)荷就會(huì)達(dá)到245MW。高壓調(diào)節(jié)氣閥III的行程發(fā)生動(dòng)作時(shí)，汽輪機(jī)的振動(dòng)頻率也會(huì)有所增加，在下午的五五十七分時(shí)，振動(dòng)頻率開始發(fā)生變化，由原先的10um,，增長(zhǎng)到了22um，在#1x，振動(dòng)由92um增長(zhǎng)到了196um，在#2中，振動(dòng)由14um到了33um，#2x的振動(dòng)由120um 增長(zhǎng)到了138um。負(fù)荷迅速的增減到了160MW，振動(dòng)故障現(xiàn)象也逐漸被排除。
2.2汽輪機(jī)調(diào)節(jié)氣閥實(shí)驗(yàn)
在汽輪機(jī)中，高壓缸進(jìn)氣是由4支調(diào)節(jié)氣閥所構(gòu)成的。經(jīng)過(guò)相關(guān)學(xué)者的分析，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)故障的發(fā)生是因?yàn)橐韵聝煞N情況，分別是：①當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子低頻在（1/2x）時(shí)，振動(dòng)諧波的分量成了主導(dǎo)，與（1/2x）對(duì)應(yīng)的斜波頻率的振動(dòng)相位是交替變化的，當(dāng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子一旦觸及到低頻渦動(dòng)時(shí)，就會(huì)處于失穩(wěn)狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生汽輪機(jī)通流部分動(dòng)靜摩擦現(xiàn)象，使機(jī)組的振動(dòng)情況更加的惡化。
通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)氣閥的實(shí)際實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)振動(dòng)的負(fù)荷達(dá)到200MW以上時(shí)，汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥組態(tài)，將直接影響到振動(dòng)的發(fā)生機(jī)率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)減少負(fù)荷時(shí)，高壓汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子就會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)振動(dòng)的現(xiàn)象，這是一種典型的氣流擾動(dòng)現(xiàn)象。
2.3汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸系裝配狀態(tài)分析
經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程的觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示小于500r/min時(shí)，#2和#3的軸振測(cè)點(diǎn)的數(shù)值就會(huì)超過(guò)500r/min，當(dāng)兩個(gè)軸振測(cè)點(diǎn)的晃動(dòng)高點(diǎn)呈反向形態(tài)時(shí)，則表明該轉(zhuǎn)子的對(duì)輪不正，或者是晃動(dòng)值已超標(biāo)。通過(guò)實(shí)際的觀察發(fā)現(xiàn)，機(jī)組設(shè)備安裝還是原始狀態(tài)，依據(jù)設(shè)別故障診斷的角度，汽輪機(jī)高壓與抵壓轉(zhuǎn)子的對(duì)輪會(huì)進(jìn)行連接，也有可能是#1和#2的瓦軸振測(cè)點(diǎn)還有待于檢查。
解決措施
對(duì)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)氣閥的閥門開啟組態(tài)，進(jìn)行適時(shí)的改變，能夠明顯減少振動(dòng)的機(jī)率，對(duì)提高機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷，起到了一定的效果。當(dāng)采用III+IV→II閥門組態(tài)后，會(huì)隨著II閥門的行程上升，當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)子振動(dòng)就會(huì)表現(xiàn)會(huì)#1Y，可升高達(dá)到125um的報(bào)警值，但是，其他的測(cè)點(diǎn)任然是在120UM以下，
本文重點(diǎn)探討了300MW機(jī)組汽輪機(jī)發(fā)生振動(dòng)故障的原因，望能對(duì)相關(guān)的研究者，帶來(lái)幫助。
