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1、1 上汽超超临界上汽超超临界1000MW1000MW汽轮机汽轮机 本体、辅助系统介绍本体、辅助系统介绍2汇报内容汇报内容一一. 概述概述二、二、振动情况介绍振动情况介绍 三、三、振动故障诊断振动故障诊断 四、处理措施四、处理措施 五、结论五、结论 3一、概述一、概述 呼伦贝尔电厂的#1机组是上海汽轮机厂生产的超临界600MW直接空冷机组，该机组由高中压缸、低压缸和发电机组成。2010年10月14日首次并网带负荷之前，其高中压转子启停机过临界时的振动并不大，#1、#2轴承最大轴振都在50m以下；但2010年10月17日带高负荷运行后，其高中压转子在启停机过临界时的振动逐渐增大。4二、振动情况介绍
2、二、振动情况介绍 #1机组于2010年11月20日结束168小时试运行，168运行期间带满负荷并未出现振动异常问题。2011年6月21日，由于线路原因，#1机组跳机，过临界是1X为256m，1Y为293m。 2011年6月22日4:25分，#1机组冲转，在过临界大约1529r/min附近，#1轴承的x和y方向的振动超过了振动保护值254m，机组跳机，跳机后振动仍然增大到277才逐渐降低。5该机组以前启机和停机过临界的振动特性如表该机组以前启机和停机过临界的振动特性如表1所示。所示。表表1 #1机机高中压转子振动数据表高中压转子振动数据表 通频：微米通频：微米 基频：微米基频：微米/ /度度时间
3、工况转速#1X#1Y#2X#2Y10月2日升速过程冷态首次首次冲转1550r/min通频50371612基频34/11730/19914/1104/15010月2日降速过程首次首次降速1657r/min通频969613069130基频96/263120/31868/288120/21810月12日升速过程冷态冲转做电气试验1550r/min通频37291514基频18/11120/1998/538/11110月12日降速过程 1550r/min通频21192017基频10/15412/24212/35510/7310月14日降速过程做汽门严密性试验、超速试验1556r/min通频2738271
4、9基频18/22826/25520/31614/4310月17日升速过程温态启机1556r/min通频69502316基频46/11742/19316/9510/137610月19日降速过程600MW空气预热器跳机(甩负荷)1550r/min通频63702411基频64/18060/25020/2354/31110月22日升速过程温态启机1550r/min通频基频86/18060/22336/15612/23311月24日降速过程100%100%甩负荷甩负荷1550r/min通频23823821111760基频234/205210/270116/23060/19712月22日升速过程冷态冲转1
5、550r/min通频96704120基频12月22日降速过程中主门异常1550r/min通频1921921529745基频71212月月3030日日降速过程90MW滑参数停机(主汽主汽440440)1550r/min通频1451451307135基频11年1月8日 升速过程冷态冲转1550r/min通频1711188034基频11年1月27日 降速过程360MW发电机接地跳机1550r/min通频2132131859252基频11年2月21日 升速过程冷态冲转1550r/min通频1551067130基频11年3月1日降速过程204MW滑参数停机(主主汽汽519519)1550r/min通频3
6、1431425513170基频811年3 3月月2626日升速过程冷态冲转1550r/min通频186187基频160/160107/23866/17225/26111年4月16日降速过程198MW滑参数停机(主主汽汽461461)1550r/min通频306306250基频295/196213/266109/20455/27711年5月13日升速过程冷态冲转(已做动平衡已做动平衡)1550r/min通频97100基频11年5月17日降速过程144MW滑参数停机1560r/min通频217217219基频911年5月27日升速过程冷态冲转1700r/min通频187199基频11年6月21日降
7、速过程跳机1670r/min通频265265293基频11年6月22日升速过程极热态冲转1522 r/min通频248248277基频11年6月24日升速过程热态冲转热态冲转1560和1650通频268268296296基频3310710三、振动故障诊断三、振动故障诊断 根据表1可知， 2011年11月24日，机组100%甩负荷过程中，过临界时的1X能达到238m，1Y达到了211m。在这次100%甩负荷以前启停机过程中机组的振动并不大，停机过临界的振动比较大的一次是2010年10月2日的停机的1Y达到130。 该机组的高中压转子实测一阶临界转速为1550r/min；从历次启停机振动数据看，高
8、中压转子过临界振动大，升速和降速的选频最大值分别为160m和295m，通频值降速过临界超过300m，振动的分量以一倍频为主，相位稳定，可通过现场高速动平衡手段，减小激振力，降低振幅值。 2011年4月下旬，做高中压转子高速动平衡，在高中压缸的两侧分别加了配重650k、647k，相位135度，以前箱键相槽为零点，逆转向计算角度。 机组做完动平衡之后于2011年5月13日启机，启机过一阶临界时X方向振幅为97，过一阶临界时Y方向振幅为100，在工作转速下，#1轴承Y方向的振动大约为90多；X方向的振动大约为80多。但是机组只运行了4天就在2011年5月17日停机，停机过一阶临界时X方向的振幅为21
9、7，Y方向的振幅为219，机组刚刚做完动平衡，在短短4天时间内，机组停机过临界时X方向的振动就增大了120(217-97)，Y方向的振动增大了119(219-100)。11 从2011年5月13日以后，该机组在2011年6月22日和2011年6月23日热态启机的过程中，盘车时间都足够长，但是启机过程中转速低于600r/min时，偏心度的值在7091范围内，反映了转子在热态启动时有一定的弯曲；经过热工人员的确认，偏心度的测点没有安装上的问题。说明#1机的高中压转子存在一定的弯曲，弯曲量的具体值目前还无法确定。 造成转子弯曲的原因主要有转子材质不均匀、残余内应力释放、汽缸进冷汽或冷水、严重动静碰摩
10、、高中压缸出现积水等，从这若干次启停机过程高中压缸上下内缸的温度曲线来看，高压缸和中压缸下半内缸的温度均高于上半内缸的温度，证明了没有高中缸内缸的水积问题。 从主蒸汽温度的变化曲线、汽机轴封母管蒸汽温度曲线、一段抽汽管壁温度、三 段抽汽管壁温度，没有发现这些温度测点出现异常，因此可以排除高中压缸进冷汽和冷水的可能性。 12宝电#1机组有如下特点：A、高中压转子过临界振动在机组首次并网带负荷后逐渐增大。B、在高中压转子两端加重动平衡，虽可明显改善高中压转子过临界时的振动状况，但无法阻止振动不断增大的趋势。说明有常规的动平衡方法不能解决此类振动故障。C、机组启停过临界时，高中压转子的振动虽然整体上
11、呈现上升趋势，但在机组冷态与温态、热态启动，高负荷故障跳机与滑参数停机过程中存在较大的差异。 引起上述振动的可能原因是： 转子存在较大的残余内应力，在机组并网带负荷运行的高温状态逐渐释放，造成高中压转子发生“渐进式”弯曲；残余应力释放致使高中压转子发生较大弯曲后，处于高温状态的高中压转子的中部，特别是其中压缸进汽部分可能会由于不平衡离心力较大而发生蠕变弯曲变形，导致高中压转子“渐进式”弯曲进一步恶化； 上述高中压转子过临界时振动值在不同启停状态下存在较大差异的原因可能有二种情况，即转子材质不均或动静碰磨。前者一般仅与转子温度有关13四、处理措施四、处理措施 由于在两侧加重效果不好，可能与加重位
12、置有关，在两端加重按照振型法来说只是作为一个近似处理，处理过临界出现的大振动时，一定要对称加重，避免破坏二阶振型，由于在高中压转子中部有第三个加重平面，于是决定拆除两侧加重平衡块，移至转子中部加重，在大修前，在转子中部加了七块，总质量为1960克，经过在转子中部加重后，升降速过临界振动值在100m，,带负荷振动#1轴承振动值控制在70m以内，在高中压转子中部加重取得理想效果。 由于在转子中间加重的周期长，二十天左右才能调整一次，主要是考虑的缸温影响，建议在缸温降至100度以下，开展加重工作。由于不易取出，这要求加重一次要取得效果，至少不会恶化。在现场拆装平衡块的技术要求较高，在第三平面加重的技
13、术含量和风险较高。应注意以下事项：a现场加重前应做充分准备，以防止各级螺纹结合部有卡死的现象，特别注意不能有异物掉落进汽缸内部的现象发生。b开工前检查拆装平衡块的专用工具是否完好，重点是螺纹是否完好、各受力部位有无裂纹，强度是否足够，有无脱落入汽缸内的风险。d.高中压转子中间部位拆装前，拆开足够面积的保温，然后用白平布将周围保温封盖好，彻底清理工作区域内的杂物，防止在工作时有杂物落入汽缸内。e.松开外缸上的法兰后，要将工具、螺栓及法兰等全部清理出工作区域。14f.用专用工具拆卸通道上的闷头螺栓及平衡块时，首先要可靠装好专用工具，然后用人的突发力松开螺栓，在松螺栓的过程中密切注意专用工具是否正常
14、。并且用力要均匀，防止螺纹咬扣。g.在装高中压转子中间通道的平衡块时，首先应盘动转子，对好转子平衡孔与通道的同心度，拧入平衡块时应顺势而为不可强行用力，防止螺纹咬扣，并做好标记，松开前确认螺塞已拧到位。h.在进行每道工序前均应清理法兰孔周围无任何杂物后，方可开始，并始终留意专用工具状况有无异常。f. 做专用工具把加重平衡块铆住，防止飞托。在大修期间，为了以后处理振动问题预留出空间，把中间加重的七块普通平衡块和两侧高密度平衡块拆除，在转子中部加了三块高密度平衡块，重量和角度为1950克、140度。15中部加重前升速中部加重前升速 16 中部加重前降速中部加重前降速 17中部加重前频谱图中部加重前频谱图 18中部加重后升速中部加重后升速19 中部加重后降速中部加重后降速 20大修后在中部加高密度平衡块后升速数据大修后在中部加高密度平衡块后升速数据21五、结论五、结论 通过对高中压转子过临界振动大的研究，发现了高中压转子振动的机理是由于产生了渐进式弯曲，造成过临界振动逐步增大，找出了抑制弯曲继续发展的方法，通过阻弯动平衡的方法，即在转子中部加高密度平衡块，对处理高中压渐进式弯曲故障有很好的指导意义。国华宝电按照本策略进行了处理，经实践证明取得了良好效果。 22
