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原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表时间:2007-06-30 人气:1

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摘要:分析了汽轮机汽流激振机理,介绍了800 MW汽轮机发生汽流激振过程,对国华公司汽轮机发生汽流激振的可能性进行了风险评估,提出了对策。
关键词:汽轮机;汽流激振;风险评估

Abstract:This paper analyzes the mechanism of steam flow excited vibration, introduces Guohua Power Co.Ltd 800 MW steam turbuine excited vibration process, and the risk assessment on its occurrence possibility of the 800 MW steam turbine ,raises the countermeasures to this problem.
Keywords:steam turbine;steam flow excited vibration;risk assessment

汽流激振是汽轮机振动的型式之一,发生汽流激振的原因较复杂,是大机组运行关注的课题。国华公司汽轮机型式多种多样,有高压、超高压、亚临界、超临界等,且超临界汽轮机发生了汽流激振,通过对800 MW汽轮机汽流激振过程的分析,对国华公司汽轮机发生汽流激振可能性进行风险评估,并且提出了对策,供参考。

1 汽流激振的机理及特征

1.1汽流激振的机理

1958年Thomas提出了汽轮机与负荷相关的间隙激振的机理,他假设转子的弯曲使通流部分的径向间隙发生变化,一侧的间隙变小,另一侧间隙同时变大,间隙变小的一侧热效率增加,另一侧的热效率则减少,这样导致了一个切向力作用在轴径中心上,使之沿转动方向做正向涡动。Thomas给出了顶隙激振力公式:Krθ=Tβ/(DmL)。其中T为级扭矩,β为间隙单位长度改变造成的热效率的变化,Dm为叶片平均直径,L为叶片长度。激振力与叶轮功率成正比,与叶片的高度成反比 [1]。

当汽轮机转子在偏心位置时,由于间隙大小不同,间隙泄漏损耗不同,在各个位置上对叶轮的圆周切向力不同,其合力垂直于转子中心偏斜方向,在转轴中心做旋转运行时,合力总是正比转子中心偏斜超前90°,因此转子倾向于自激振动,只要转子系统内阻尼吸收的能量小于加于系统的能量,这种振动就会被激发起来。

1.2 汽流激振的特征

汽流激振的振动信号一般具有如下特征:

a. 汽流激振通常发生在高参数、级数多、高转速的轴系稳定性差的高压转子上,低参数汽轮机和中、低压转子很少发生。
b. 从汽流激振出现的过程看,汽流激振和汽轮机的负荷的关系十分密切,往往在低负荷时不会出现,而是在最高负荷时出现,有的出现在接近最高负荷的某一高负荷段,升到最高负荷时失稳反而消失。
c. 汽流激振失稳最显著的特征是振幅较大,圆形轨迹以及转子的正向进动。
d. 激振力的激振频率近似为λΩ,λ为阻尼系数,一般小于1/2,Ω为转速,即涡动频率略小于转速Ω的1/2。激振力的频率接近转子的固有频率,即接近一阶临界转速。
e. 振动的再现性强。一般在转子不平衡变化、不对中变化、偏心增加、围带间隙改变时容易发生。

2 绥中发电公司800 MW汽轮机汽流激振过程及处理分析

2.1 800 MW汽轮机汽流激振过程故障现象

2003-10-26T20:06,2号汽轮机负荷从750 MW减至700 MW时发生了汽轮机跳闸。

由DN3500TSI看到跳闸前汽轮机负荷700 MW,1号瓦Y方向轴振突变,半倍频由80μm升到225 μm,1号瓦Y方向轴振,工频由19μm升到 115μm。汽流激振持续2 s,飞锤受激发飞出后主汽门和调速汽门关闭,并且在汽轮机惰走过程中高压缸有摩擦声。下面分析汽轮机是否发生汽流激振,汽流激振部位,汽流激振发生是否使飞锤击出。
a. 根据汽轮机振动特征,汽流激振通常发生在高参数、级数多、高转速的轴系稳定性差的高压转子上;从汽流激振过程看,汽流激振和汽轮机的负荷有十分密切的关系,在高负荷时出现。1号瓦轴振汽流激振时半倍频振幅约是工频的2倍,并且振幅较大,说明汽轮机确实产生了汽流激振。

b. 汽轮机惰走过程中有摩擦声,但是汽轮机惰走曲线与原来相同,50min左右,汽轮机盘车运行一段时间后,高压缸内摩擦声消失;DN3500TSI看到汽轮机轴振动最大幅值的相位与大修后相同,没有发生变化,说明没有通流部分损坏;第1压力级围带大修时,对损坏的部位进行了激光焊接处理,短时间损坏的可能性很小,且经过拉伸试验,母材断裂而激光焊接的焊口未破坏;汽轮机调节级围带汽封在大修中发现损坏后,没有恢复,且将残余的汽封去掉,此处间隙大小发生了变化,是可能发生汽流激振的部位,是故障源。
 
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