1000MW汽轮机通流改造后轴振大异常分析

 1000MW汽轮机通流改造后轴振大异常分析

陈刚

华电国际技术服务分公司  山东 济南250014

摘要：本文通过对1000MW汽轮机通流改造后轴振大造成机组跳闸原因进行分析，制定防止轴振大的措施，并为1000MW机组通流改造后机组安全运行提供借鉴。

关键词：1000MW机组；汽轮机；轴承振动；异常分析

1设备概况及事件经过

某电厂7号汽轮机为1000MW，由东方汽轮机厂、日立公司制造，超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮机，2006年12月投产。2022年2月7日至5月6日进行汽轮机通流改造后投入运行。

2022年5月23日18:13:14，7号机组负荷1011MW，主汽压力24.6 MPa，主汽温度 595.1℃，汽轮机1Y轴振突升至235μm；2Y轴振突升至280μm。18:13:17，7号汽轮机跳闸，首出原因为“轴振高高保护动作”。

2 检查处理情况

2.1 汽轮机跳闸后检查轴振测量回路无异常，检查各轴瓦进回油量、温度正常。汽轮机惰走后盘车投运正常，大轴偏心29μm，在正常范围内。

2.2 查阅1、2号轴振频谱图，当振动幅值突然增大时，主要成分为0.06倍频，分别对应幅值是204μm、169μm，1倍频幅值无明显变化。

2.3 检查跳闸前后1、2号轴承间隙电压，1X变化0.54V,1Y变化3.29V,2X变化0.13V,2Y变化2.63V。

2.4 检查跳闸前油膜压力，1号轴承油膜压力由5.75MPa升至7.70MPa，2号轴承油膜压力由7.40MPa升至11.27MPa。

2.5 查阅运行曲线，机组5月4日至23日，共开启补汽阀5次，前4次开启补汽阀未造成明显振动波动，5月4日至25日补汽阀开启对比情况如下。

3、原因分析

3.1 汽轮机跳闸原因：2号轴承Y相振动幅值281μm超过跳闸值（250μm），1号轴承Y相振动幅值236μm超过报警值（150μm），触发汽轮机轴振大保护动作跳闸。

3.2 汽轮机1Y、2Y轴振大的原因：

3.2.1从轴心轨迹图发现转子在正常旋转过程中，还伴随有转子中心的移动，由于中心位移较大，所以低频量幅值较大。可参照对比#3轴承的轴心轨迹。

3.2.2 从轴承间隙电压和跳闸前油膜压力变化，分析跳闸时转子中心快速移动，为轴振动低频分量的来源。

3.2.3 根据补汽阀开启情况对比：5月4日至6日高负荷区间，4次大幅开启补汽阀，#2轴承轴振动虽伴随有低频振动，但其幅值较小。5月23日高负荷工况下，由于#2轴承轴心相对于5月5日发生了明显的变化，进而在补汽阀开启时造成的扰动，激发了#2轴承的低频振动引起了汽轮机轴振大跳闸。

3.3综上所述：

3.3.1汽轮机轴振大跳闸主要原因是#2轴承中转子轴心位置的变化，引起轴承支撑刚度变化，出现#2瓦温和油膜压力波动，导致低频振动突增。

3.3.2低频振动突增的原因：高负荷工况下，#2轴颈中心在轴承的位置变化范围大，超出了设计工作范围，在补汽阀开启时造成的扰动，激发了#2轴承的低频振动。

3.3.3 #2轴颈中心轨迹的变化范围大的原因：#2轴承稳定性较差。

3.3.4 #2轴承稳定性差的原因：查阅#2轴承设计参数符合轴承设计规范，查阅扣缸时实测轴瓦顶部间隙0.63mm，在设计间隙的范围内（设计间隙：0.485-0.635mm）。分析为本次给定的安装标准值上限偏大，按此标准控制#2轴承间隙造成转子轴心位置剧烈变化，在补汽阀开启的瞬间扰动下，引起机组跳闸。

4、处理及防范措施

4.1 与主机厂沟通，对机组目前的运行状态进行评估，对补汽阀的自动投停逻辑、开度特性曲线进行优化；在优化工作完成前，暂时强制关闭1号、2号补汽阀。

4.2 储备#2轴瓦备品，由主机厂出具#2轴瓦检查、更换方案，择机进行更换，将#2轴瓦顶部间隙控制在0.485至0.535mm。

4.3 运行中加强对轴瓦温度、轴振和油膜压力等参数的监视，发现异常及时分析处理。

4.4 加强新改造设备技术管理，做好设备投运、运行调整过程中的风险分析。

参考文献

[1] 徐贞禧.《大型汽轮机摩擦振动诊断与处理》.中国电力出版社.2016

[2] 李录平,陈向民,晋风华.《汽轮机振动故障与现场诊断方法》.中国电力出版社出版. 2020

[3] 《汽轮机检修》. 中国电力出版社.2010

作者简介：姓名：陈刚（1976.03--）；性别：男，民族：汉，籍贯：山东滕州，学历：硕士研究生；现有职称：高级工程师；研究方向：电厂热动专业。