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华能汕头发电厂1号机组振动故障的分析及处理           
华能汕头发电厂1号机组振动故障的分析及处理
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 10:24:20
孙伟鹏
华能国际电力开发公司广东分公司,广东汕头515071   华能汕头电厂总装机容量为2×300 MW,汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂生产的K-300-170-3型冲动凝汽式汽轮机,亚临界一次中间再热,单轴三缸三排汽;发电机系水氢氢冷却的俄制TBB-320-2ET3型发电机。发电机与汽轮机刚性连接,机组的轴系结构如图1所示。


  图1所示的1号、2号轴承箱座落在1号、2号基础台板上,随机组的膨胀,轴承座能在台板上顺利、稳定地移动;3~5号轴承座分别座落在3个低压缸排汽缸的扩压管圭窝中,并随低压缸的上下、左右膨胀一起移动。1~5号轴承全部采用椭圆轴承。
  厂家给定的转子轴系临界转速为:Ⅰ阶1 093r/min;Ⅱ阶1 709 r/min;Ⅲ阶2 195 r/min;Ⅳ阶2 424 r/min。
  1号机组于1996年12月投产,自1998年12月进行第一次计划性大修后,机组出现了振动大的故障,且分别发生在启动阶段和运行阶段,本文将对这两次故障进行分析讨论。
1 启动阶段的振动故障
1.1 
  机组在大修后的多次启动期间,时常发生不同程度的振动超标现象,机组启动情况见表1。

1.2 
  从表1可看出,大修后1号机组在启动过程中振动异常变化。各次振动故障特征剖析如下:
        a)各参数基本符合冲转条件;

    b)冷态启动时,未发生高振动故障,这可排除汽机滑油油质、油温等外界条件对振动的影响;
  c)发生高振动时的转速并非固定于临界转速,在Ⅰ阶临界转速时振动幅度加大这一现象只是振动在该处的激化结果;
  d)发生几次振动大的现象时,低压缸排汽温度均大于80℃;
  e)机组运行的历史曲线表明,在启动阶段,各轴承金属温度与低压缸排汽温度有直接关系,排汽温度升高,则轴承金属温度上升,特别是5号瓦最为明显,有时高达85℃;
  f)在低压缸排汽温度大于80℃时,大轴偏心度波动幅度明显增大,在盘车阶段波动范围达0.03~0.07 mm,但该值仍符合正常控制值(即小于0.07 mm)。
  综上所述,低压缸排汽温度高(即大于80℃),是引起机组启动过程振动大的直接原因。由于排汽温度高,导致低压缸体受热膨胀,3~5号轴承座将随3个低压缸的膨胀而一起变化移动,从而改变了转子原来的平衡状态,以刚性连联轴器联接的转子便失去了自然对中能力,各轴承的比压降低,各轴瓦负荷发生了变化(如3~5号瓦温度升高),这样对机组的振动产生了负面影响。转子虽是刚性联接,但转子是一个弹性轴系,高压转子受外界因素的影响较为敏感,因此机组在冲转阶段的高振动首先出现在1号瓦和2号瓦上,进而是3~5号瓦。
1.3 
  降低启动过程中因低压缸内部鼓风摩擦而产生的排汽温度。具体做法是:在机组启动过程中稍开低压旁路(约20%)及低压旁路喷水,让冷汽(气)流回旋,冷却低压缸;启动第2台主抽汽器,让蒸汽和气体能顺畅抽出。这一措施在现场实施后,取得了良好的效果。
2 运行阶段的振动故障
2.1 
  机组运行期间,于1999年3月19日因一台循环泵跳闸,冷凝器循环水入口压力由原来的0.10MPa下降至0.04 MPa,为了确保机组正常运行,恢复了该跳闸循环水泵运行,并调整了冷凝器海水入口两侧压力,此时1号、2号轴瓦的振动从22μm增大至50μm左右。随着时间的推移,1~5号瓦在水平方向、垂直方向的振动都有不同程度的增大,1号轴瓦振动值达到80μm以上。
2.2 
  由于循环水压力是通过冷凝器循环水回水阀调节的,当回水阀关小时,回水阀内部呈正压;当回水阀开大或全开时,回水室内部为负压状态。冷凝器循环水入口压力的增大,将使冷凝器内的冷却钛管及海水回水室的充满程度提高,增加了整个冷凝器的重量。据测算,循环水水压相差0.01 MPa时,冷凝器内的循环水重量将变化60 t左右。由于3~5号轴承座全部座落在3个低压排汽缸的扩压管圭窝中,而低压排汽缸又座落在冷凝器上端,因此冷凝器的重量变化对3个低压缸的垂直位移产生影响,最终使3~5号瓦标高在垂直方向上发生变化,使振动加大。多次运行试验得出,冷凝器循环水两侧压力为0.11 MPa是影响振动的临界压力点。
2.3 处理方法
  调节冷凝器海水回水阀,控制入口两侧压力为小于或等于0.10 MPa。通过现场实施,解决了这一振动故障。
3 结束语
  华能汕头电厂1号机组在大修后启动阶段及运行期间发生的这两次高振动故障,其根源都是轴承标高发生变化。落地室轴承的标高变化只与轴承座的温度状态有关,座落在排汽缸上的轴承座,轴承的标高变化除与轴承座的温度状态有关外,还与排汽缸的变形有关。因此通过剖析轴承座的结构,找出引起轴承标高变化的因素,调整运行参数来确保轴承标高变化在允许范围内,是解决这两次高振动故障的思路。
  大型机组在启动及运行期间发生振动大的故障事例很多,产生故障的原因也很多,如主再汽温、汽压、润滑油油压、排汽温度、机组相对膨胀及绝对膨胀等的变化。解决振动故障,除了要认真分析各种影响因素外,对机组的结构,尤其是对轴承结构的研究也很有必要。

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