200mw汽輪機(jī)組汽流激振故障診斷及處理措施

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1、200MW汽輪機(jī)組汽流激振故障診斷及處理措施南海發(fā)電一廠有限公司廣東佛山528500摘要:木文針對(duì)南海發(fā)電一廠2號(hào)200MW機(jī)組經(jīng)通流改造后突然岀現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象的這一問(wèn)題，對(duì)其問(wèn)題的原因進(jìn)行深入分析診斷，在明確是汽流激振故障后，采取對(duì)其進(jìn)行改造處理的方法，制定了相應(yīng)的整改措施，經(jīng)結(jié)論得出，處理取得了良好效果。關(guān)鍵詞:200MW機(jī)組；改造；汽流激振；處理；汽封目前，隨著我國(guó)節(jié)能減排政策在各個(gè)方面的執(zhí)行越來(lái)越嚴(yán)厲，對(duì)已存量的機(jī)組進(jìn)行通流增容改造也是節(jié)能減排的一個(gè)重要方向?，F(xiàn)今汽輪發(fā)電機(jī)組正往著大容量、超臨界以及更高參數(shù)的方向發(fā)展，但汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)的

2、進(jìn)一步提高，會(huì)導(dǎo)致高壓缸進(jìn)汽密度增大、流速提高，汽流在高壓轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的切向力也會(huì)增大，即作用在高壓轉(zhuǎn)子上的激振力會(huì)增大，這就說(shuō)明機(jī)組發(fā)生汽流激振故障的機(jī)率也會(huì)不斷增加。在發(fā)生汽流激振故障時(shí)，其振動(dòng)水平一般都會(huì)明顯提升，嚴(yán)重時(shí)機(jī)組將被迫限負(fù)荷運(yùn)行，對(duì)社會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此開展對(duì)汽流激振故障的分析與處理是有必要且極為緊迫的。1概述南海發(fā)電一廠2號(hào)機(jī)組是北京重型電機(jī)廠生產(chǎn)的200MW機(jī)組，型號(hào)為N200-12.75/535/535,單軸、三缸三排汽、一次中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)，于2005年6月更新改造為燃用水煤漿的新能源機(jī)組。機(jī)組共有8個(gè)支撐軸

3、承，一個(gè)支撐推力聯(lián)合軸承，1?5號(hào)軸承為橢圓軸承，單側(cè)進(jìn)油，另一側(cè)開有排油孔，上瓦開周向槽，6?9號(hào)軸承為橢圓瓦。TSI振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為木特利3300,軸振高一報(bào)警值150μm,高二跳機(jī)值為260μm,機(jī)組軸系如圖1所示。圖1軸系示意圖為了降低機(jī)組熱耗提高經(jīng)濟(jì)性，延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命，2014年對(duì)汽機(jī)本體進(jìn)行通流改造。具體改造范圍如以下所示：(1)高壓噴嘴組改造。為滿足增容至220MW負(fù)荷吋高壓缸通流能力的要求，調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴及各壓力級(jí)通流面積整體放大，且將位于噴嘴出U處的防旋擋板切除。(2)機(jī)組擴(kuò)容增流。這對(duì)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度提出更高要求，改造中將高

4、壓缸第2級(jí)?11級(jí)隔板和動(dòng)葉片進(jìn)行了更換。(3)汽輪機(jī)高中壓缸、低壓缸進(jìn)行汽封、軸封結(jié)構(gòu)和徑向間隙優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。包括:高壓前、后軸封采用蜂窩汽封、高中壓隔板汽封采用布萊登汽封，高壓葉頂汽封由原來(lái)鑲嵌汽封片結(jié)構(gòu)改為具有退讓功能的裝配式DAS汽封；中壓前、后軸封采用蜂窩汽封；低壓前、后軸封及低壓隔板汽封采用蜂窩汽封。通流改造后，機(jī)組額定功率增加至220MW,高壓缸通流級(jí)數(shù)為1調(diào)節(jié)級(jí)+11壓力級(jí)，高壓轉(zhuǎn)子一階臨界為1790r/min。主蒸汽、再熱蒸汽的溫度、壓力保持不變，高壓主汽閥、調(diào)節(jié)閥、高壓缸排汽口、中壓主汽閥、調(diào)節(jié)閥位置不變，各軸承安裝位置不變

5、，聯(lián)軸器連接方式和位置不變。2故障現(xiàn)象該機(jī)組改造前帶200MW滿負(fù)荷時(shí)，1號(hào)、2號(hào)瓦振動(dòng)僅在30μm以下。改造完成后機(jī)組于2014年3月18日首次沖轉(zhuǎn)至3000r/min,1號(hào)、2號(hào)瓦振動(dòng)均在70μm以下。3月23日13:43機(jī)組帶負(fù)荷至190MW吋，1X、2X突然分別由57μm和66μm增人到156μm及147μm。此時(shí)各調(diào)門的開度分別是CV1:99.8%,CV2:99.0%,CV3:22.3%,CV4:1.6%。3月24日16:28，負(fù)荷200MW,2號(hào)主機(jī)再次出現(xiàn)突發(fā)性振動(dòng)，IX、2X分別達(dá)到260&m

6、u;m、253μm,機(jī)組跳閘。采用專業(yè)儀器測(cè)得的IX頻譜圖如圖2所示。圖2190MW負(fù)荷IX頻譜圖之后將閥序由1-2-3-4調(diào)整為1-2-4-3,閥序位置如圖3所示(汽機(jī)向發(fā)電機(jī)看)，高壓調(diào)門CV4限制為40%o3月25日13:27,機(jī)組負(fù)荷185MW,主機(jī)IX、2X振動(dòng)突升至228μm、176μm,降負(fù)荷后振動(dòng)恢復(fù)，可見調(diào)整閥序未取得預(yù)期效果，機(jī)組無(wú)法在高負(fù)荷工況下穩(wěn)定運(yùn)行。圖3調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴布置示意圖為進(jìn)一步明確機(jī)組振動(dòng)故障，冋吋檢測(cè)振動(dòng)與負(fù)荷及高調(diào)閥位開度的關(guān)系，安排做振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)。維持機(jī)組主要參數(shù)不變，主蒸汽壓力/溫度:1

7、2.5MPa/534°C,潤(rùn)滑油壓/油溫:0.14MPa/42.2°C。(1)CV1、CV2保持99.6%和99%開度不變，CV3強(qiáng)制全關(guān)，將CV4由37%開至48%吋，機(jī)組1號(hào)、2號(hào)瓦軸振隨即發(fā)生突增。(2)CV1、CV2保持99.6%和99%開度不變，CV4開度限制在40%,將CV3由22%幵至27%吋，機(jī)組1號(hào)、2號(hào)瓦軸振再次突增。具體數(shù)據(jù)見表1。表13月25日振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)單位(μm)振動(dòng)現(xiàn)象和試驗(yàn)結(jié)果顯示，機(jī)組故障發(fā)生吋有以下特征：(1)機(jī)組帶高負(fù)荷吋，某一瞬間振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)突增，幅值變化最高能達(dá)100μm以上，減負(fù)荷后振動(dòng)

8、可恢復(fù)，冇較好的重復(fù)性；振動(dòng)突變冇門檻負(fù)荷。(2)振動(dòng)突增頻率為27.5Hz左右，接近高壓轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。(3)閥門開度試驗(yàn)表明，低頻分量的出現(xiàn)與高調(diào)