管立明--超超临界汽轮机振动分析(101127)

1、超超临界超超临界660MW汽轮机汽轮机振动分析与处理振动分析与处理二一年十一月二十七日二一年十一月二十七日 安徽华电芜湖发电有限公司一期工程2660MW汽轮机为东汽厂引进日立技术生产的一次中间再热、单轴三缸四排汽、双背压凝汽式汽轮机，从机头到机尾依次串联高中压缸（逆流高压缸、顺流中压缸）及两个双流低压缸。高压缸呈反向布置（头对中压缸），由一个单流调节级与7个单流压力级组成。中压缸共有6个压力级。两个低压缸压力级总数为227级。末级叶片高度为1016mm(40), 其纵剖面图如图1所示。 华电芜湖公司一期工程 2660MW汽轮机为国内第一、第二台套该类型机组，其中高中压模块为日立进口产品，08年

2、实现双投产。概概 述述N660N66025MPa/600/600(TC4F-40)25MPa/600/600(TC4F-40)型汽轮型汽轮机机汽轮机剖视图：汽轮机剖视图：轴系结构情况：轴系结构情况：0.03mm0.79mm0.000.05mm0.31mm#1轴瓦#2轴瓦#3轴瓦#4轴瓦#5轴瓦#6轴瓦#7轴瓦#8轴瓦汽轮机轴系图0.870.12mm0mm汽缸支撑情况：汽缸支撑情况： 高中压缸采取上缸支撑方式，高中压缸前猫爪通过垫销与前轴承座连接，后猫爪通过垫销与中间轴承座连接，低压缸轴承座分别与低压缸焊接后通过自滑块、纵横键导向滑动，其中轴系死点设置在中间轴承座中心。 问题一：问题一： #1#

3、1汽轮机汽轮机#3#3#6#6轴瓦盖振超出报警值（报警值：轴瓦盖振超出报警值（报警值：0.05mm):0.05mm): 1. #1汽轮机#3#6轴瓦盖振发展情况描述： 芜湖公司#1汽轮机于08年6月份投产，因当时煤炭紧张，08年度连续运行在2个月左右，且平均负荷在63%左右。 进入09年度，自1月10日#1汽轮机启动后，至4月初，连续运行约3个月，平均负荷在85%左右，4月中旬，#1机组调停，4月26日再次启动后，发现#3#6轴瓦盖振逐渐增长，突破0.05mm，出现报警，#6轴瓦至6月下旬，盖振增长至0.9mm，期间芜湖公司组织技术人员会同安徽电科院进行诊断，并出具防范措施，下发发电部执行，机

4、组监督运行。 2. #1汽轮机#3#6轴瓦盖振原因分析： 该类型机组其轴瓦盖为钢板焊接而成，是轴承室的上盖，与轴瓦没有连接，测振探头就装在轴承室盖的正上布。 从现场测得的下缸体振动在0.040.06mm左右，缸体端面轴向振动为0.07mm，#3#6轴瓦轴振随盖振增大浮动较小，盖振随负荷升降非常敏感。 330MW负荷下36瓦振动 单位：m轴承名称3456轴振X向42423436Y向49503455瓦振垂直51565360 从上述状态表现出的特征是轴瓦瓦振大于轴振，该特性是明显的汽缸、轴承支撑刚度不足、共振等特征。排除摩擦、质量不平衡、热不平衡、中心不正等因素。 3.处理措施： 1）检查探头，对探

5、头安装端面进行清理，重新回装、旋紧处理； 处理效果：无效果。 2）机组运行中检查#3#6轴瓦盖结合面螺栓，对称旋紧； 处理效果：无效果。 3）检查#1汽轮机A、B低压缸基础螺栓是否符合要求； 该型机组AB凝结器为刚性支撑，喉部通过不锈钢波形接连接，对缸体影响较小，主要检查汽缸地脚螺栓是否有一定间隙（0.1mm）； 处理效果：部分螺栓旋松，松开后用钢筋电焊固定螺母，无效果。 4）低压下缸支撑筋板断裂或刚度差： 利用下半年#1机组两次调停机会，进入低压缸检查低压缸支撑筋板是否断裂、开焊等缺陷，支撑钢管无开焊等缺陷。 5）低压缸滑销系统卡涩，汽缸膨胀受阻，改变其固有的频率，产生共振现象： 2010年

6、3月份，#1机组大修，拆掉抵押内缸时，出现： 滑销卡涩拉毛等故障； B低压缸向左偏移，检查隔板汽封右侧偏磨现象，复查中心时，内缸跑偏0.5mm； #3#6轴瓦垫铁接触面积达不到75%。 处理措施： 在中心复查、调整结束的基础上，对低压内缸洼窝进行了调整，滑销杜绝异侧留有间隙；对轴瓦垫铁研磨，保证90%以上接触面积。 处理结果： 大修后开机，#3#6轴瓦盖振回复正常，均小于40m，效果良好。问题二：问题二： #1#1机组大修后启动，因机组大修后启动，因#2#2轴瓦轴瓦2Y2Y振动大（振动大（160m160m），延缓），延缓并网并网3 3天：天： 1.故障现象： 6月21日，#1汽轮机具备启动条件

7、，锅炉冲洗、汽轮机暖机，汽轮机缸温、膨胀等均具备条件，气温、汽压符合规程要求，汽轮机冲转，当转速升至1100r/min时，#2瓦轴振X、Y方向均爬升较快，尤其是2Y升至150m，汽轮机降速后稳定了30分钟后，又开始升速，均出现#2轴瓦轴振偏大现象，反复三次后，汽轮机打闸，投盘车。 投盘车两个小时候，开始升速，升速至1200r/min时，2Y增长至110m，2X升至80m，转速升至1500r/min中速暖机2个小时左右，开始升速，升速至2500r/min时，2Y升至155m，汽轮机打闸，过程中2Y最高升至168m，2X最高升至120m，投盘车4小时后开始升速，转速冲至3000r/min时，2Y稳

8、定在130m，2X稳定在90m，交给电气做实验，#2轴瓦轴振开始爬升，3个小时后，2Y升至160m，汽轮机打闸投盘车，4个小时后冲转至3000r/min，2Y稳定在110m，并网带负荷，#2轴瓦轴振逐步降低，机组650MW负荷时， 2Y振动降至至63m。 2. 原因分析： 1）近期，各发电集团侧重于节能降耗，通过机组大修加大节能项目实施，华电集团公司在系统内开展了“机侧热力系统优化”项目，该项目除了对热力系统管道进行优化整合外，重点对汽轮机通流间隙进行了调整， 芜湖公司联系华电电科院、技术中心、东汽厂来公司确定了隔板汽封、轴封调整间隙，在原标准下限的基础上再下调0.05mm。间隙调整过小，汽间

9、隙调整过小，汽轮机启动后发生碰磨现象。轮机启动后发生碰磨现象。 2）汽轮机通流间隙调整时，因#2轴瓦标高低于中心线0.79mm，在调整时，虽然进行了考虑，但是中压上隔板汽封、#3轴封上部间隙还是偏小，造成偏磨，转子产生了微量的热弯曲。 3）汽轮机暖机时间太长，上下缸存在温差变形现象（高中压内缸没有上下对称的温度测点，不好判断。） 4）置换ON/OFF键工作，一般是先置换前侧，再置换后侧，两猫爪处及轴封处各架一百分表，置换至OFF时，轴封处表可能差0.050.10mm没有到位，两侧猫爪处百分表可能变化较大，原因为上缸猫爪应力释放弹性变形所为，属于正常现象。 检修后在将汽缸置换到ON键上时，按照修

10、前置换的数值应反映为负的0.050.10mm表值，但是置换到ON键上还会出现汽缸继续上抬的现象，即表继续显示正值，原因为上缸吊开后猫爪应力释放弹性变形转为冷态塑性变形。如果将置换到ON键上的上抬值磨掉（即ON键的厚度减薄），冷态的塑性变形在运行中热态下，受汽缸重力的影响产生热态弹性变形恢复到修前状态时，上部汽封间隙进一步缩小。是因ON/OFF键置换工艺不当使上部汽封间隙变小产生摩擦的因素。问题三：问题三： #2 #2汽轮机汽轮机#7#7轴瓦（发电机前轴瓦）相继出现瓦振大，轴瓦（发电机前轴瓦）相继出现瓦振大，7Y7Y轴振随瓦振变化轴振随瓦振变化较大，瓦振随负荷变化敏感，发电机壳体前端振动偏大。较

11、大，瓦振随负荷变化敏感，发电机壳体前端振动偏大。 1. 故障过程： #2机组自09年11月4日启动后就出现该问题，且发展趋势较快，随负荷变化趋势较敏感，当负荷在600MW以上时，#7轴瓦瓦振稳定在90m，7Y轴振稳定在89m，7X稳定在40m，测量轴承轴向振动在75m，发电机前端轴向振动70m，发电机后端轴向振动20m，#6、#8轴瓦盖振、轴振正常，和负荷变化无关。 具体情况见下图所示： 2. 原因分析： 该故障出现后，联系东电厂、东汽厂及电科院进行了诊断，并对发电机进行了诊断，测量其轴心轨迹、保持负荷不变降无功功率、氢温调整等试验。从轴心轨迹看#2发电机#6瓦高次谐波较多，轴心轨迹较杂乱，但峰值较小，不影响运行。#7、#8瓦倾斜度较大，单边幅值偏高，造成Y方向振动偏大。 芜湖公司对发电机地脚螺栓进行了检查，测量地脚基础、台板振动均小于20m，地脚螺栓有一定间隙。 结论： 1）轴承垂直振动最大达到90m，轴振小于轴承振动，反映了轴