【摘 要】本文对华能鹤岗发电有限公司#1汽轮机#1瓦在升速和打闸后惰走轴振动大的原因进行分析,采取将#1瓦轴承座垫高的办法成功解决了#1瓦在启动过临界转速和中速暖机轴振动问题。
【关键词】汽轮机启动和停止; 轴瓦振动原因分析; 解决方案
华能鹤岗发电有限公司一期两台300MW机组分别于98年10月和99年9月经168小时试运后移交生产,汽轮机系哈尔滨汽轮机厂引进美国西屋公司技术优化设计制造,为亚临界、一次中间再热、单轴、两缸、两排汽反动式汽轮机,控制系统采用上海新华公司从美国西屋公司引进的DEH Ⅲ型。
1 #1机出现振动的现象
#1机组轴系只在出厂前做过高速动平衡试验,由于安装原因,#1瓦和#4瓦轴振值偏高,正常运行时分别为0.090mm和0.102mm,启动过程中#1瓦在临界转速1730rpm时轴振达到0.176mm。随着#1机运行时间的增加,#1瓦振动呈现上升趋势,特别是2002年小修时发现#1瓦下沉了0.16mm,但小修对#1瓦未进行处理,只是将#2瓦进行了更换,由于#2瓦有一定程度的脱胎现象,这是由于#1机曾发生过一次非同期并列事故造成的。小修后启动,机组振动未能得到改善,特别是停机惰走时#4瓦振动较大,最大达0.4mm,高于振动保护动作值0.254mm甚多。#1机几次启、停机#1、#4瓦轴振动的振动值见表1
表1 #1机启停时的振动情况
| 启、停机时间 |
启、停方式 |
#1瓦振动(mm) |
#4瓦振动(mm) |
| 2003、1、2 |
停机 |
惰走时在1820rpm时0.224 |
0.145 |
| 2003、1、7 |
热态启机 |
首次冲转时因油压低跳闸惰走时在1750rpm 时0.270,再次启动时正常 |
0.162 |
| 2003、4、9 |
停机 |
0.240 |
0.149 |
| 2003、5、6 |
冷态启机 |
0.210 |
充转至2150rpm时达0.270 |
| 2003、5、6 |
停机 |
惰走至1730rpm时达到0.400 |
2100rpm 时0.410 |
| 2003、5、16 |
冷态启机 |
1730rpm时0.180 |
0.143 |
| 2003、5、24 |
停机 |
0.201 |
0.137 |
| 2003、6、18 |
冷态启机 |
2040 rpm暖机时缓慢上升至0.228,提升转速至2080rpm下降 |
0.134 |
| 2003、6、28 |
停机 |
1730 rpm 时0.280 |
0.139 |
| 2003、7、22 |
冷态启机 |
1400 rpm时0.254,打闸 1730 rpm时0.254,打闸 |
0.141 |
2 #1机振动的原因分析
针对#1机组存在的振动问题,用DM2000系统对机组在启动、定速、并网及带负荷过程中进行现场振动测试,结果表明,该机组在振动方面主要存在以下几个问题:
(1) 机组#1瓦在启动升速通过临界转速及停机惰走过程轴振动幅值过大。 (2) 机组在中速(2040r/min)暖机过程中,汽缸膨胀受阻振动爬升。 (3) 机组定速(3000r/min)并网带负荷后#4瓦振动数值较大,达0.101mm。 (4) 机组空载(3000r/min)#2、#3轴振数值偏高,分别为0.097mm和0.089mm。
以6月18日启动为例,从现场记录到的振动数据上可看出,1#轴振动在1776r/min时最大峰值振幅为0.181mm。该机组#1瓦轴振在停机降速过程中振幅经常在0.300mm ~0.400mm。出现此种现象,分析原因有二:一是高中压转子存在一定的一阶质量不平衡;二是#1瓦由于轴承座下沉,承载能力差,转子在瓦中受到的约束力小,因而振幅较大,在启动时由于受到蒸汽的束缚,振幅相对较小,但在惰走时没有蒸汽的约束,因而振动远大于升速时数值。
在6月28日停机后对#1瓦轴承进行了检查,发现#1瓦油挡有轻微碰磨现象,这是由于停机时#1瓦轴振动过大造成的,#1瓦没有磨损,这也说明了#1瓦长期没有承载。对#1瓦轴承座抬高0.22mm,检查各部间隙均正常。
7月22日的启动过程中,冲转至600rpm,#1瓦轴振幅达到0.106mm,然后迅速下降至0.041mm,就地听音有摩擦,这是由于#1瓦上抬后油挡上部间隙变小造成的,局部摩擦后,将突起摩掉后振动正常。转速达1400rpm时,#1瓦轴振动达跳闸值,手动打闸,就地油挡处有火花,是油挡上部间隙变小,发电机过临界转速,局部摩擦后产生的。第二次冲动在1730rpm时,#1瓦轴振动达跳闸值,手动打闸,振动上升至0.307mm后下降,就地油挡处有火花,是高中压转子过临界转速,振动增大,使油挡处局部摩擦后产生的。第三次冲动#1瓦轴振动的最大振幅是0.232mm,其它瓦轴振动均正常,就地没有摩擦现象。中速暖机和继续升速及并网#1瓦轴振动均正常,并网后最大轴振动出现在#2瓦,为0.124mm,经初负荷暖机后各瓦处轴振动均降至0.100mm以下。
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