徐仟

摘 要：中國石化金陵石化分公司熱電運行部#1機組自投用以來，冷態(tài)啟動后均存在振動異常，本文就2019年，對本單位#1機組在冷態(tài)啟動過程中出現(xiàn)的汽輪機振動偏大的原因進行了分析，并提出了相關(guān)解決辦法，從而滿足機組平穩(wěn)啟動的要求，確保機組安全啟動運行。

關(guān)鍵詞：汽輪機;振動;優(yōu)化;冷態(tài)啟動

汽輪機是火力發(fā)電廠的核心設(shè)備，是發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部分，主要部件有氣缸、轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸器等，為高速旋轉(zhuǎn)機械。該機組的正常運行除了能確保電力生產(chǎn)單位正常供電外，還能保障從業(yè)人員的人身安全。因此，加強機組的振動故障監(jiān)測和診斷，對保障汽輪機的安全使用有著重要意義。但因汽輪機工作的環(huán)境較為復(fù)雜，加上人為操作因素的影響，汽輪機運行時出現(xiàn)振動異常的發(fā)生率不斷上升。在啟動過程中發(fā)生振動異常危險的同時，還嚴重威脅其使用的安全性。下文將對汽輪機冷態(tài)啟動過程中振動異常情況的原因及解決方案進行分析和探索。

1 1機組汽輪機簡介及現(xiàn)狀

中國石化金陵石化分公司熱電運行部汽輪機裝置包含一臺CC100-8.83/4.12/1.47型汽輪機組、兩臺CC60-8.83/4.12/1.47型汽輪機組、中、低壓供熱管線、給水除氧系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備。本文研究對象為CC60-8.83/4.12/1.47型單缸、沖動、抽汽凝汽式汽輪機，具有兩級調(diào)整抽汽，由上海汽輪機廠制造。汽輪機轉(zhuǎn)子為整段套裝組合結(jié)構(gòu)，汽輪機轉(zhuǎn)子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接。汽輪機通過臨界轉(zhuǎn)速時，振動最大允許值0.15mm。

2019年12月4日，#1機組在冷態(tài)啟動升速沖轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)汽輪機1X、1Y振動上升幅度較大的現(xiàn)象，接近振動最大允許值0.15mm。同時機組的脹差增長幅度也較大，嚴重威脅汽輪機安全運行。具體參數(shù)趨勢變化見圖1、2。

為了控制振動持續(xù)大幅波動，操作人員降低轉(zhuǎn)速，增加低轉(zhuǎn)速暖機時長，提高汽輪機缸體膨脹，降低汽缸與轉(zhuǎn)子之間的脹差。同時調(diào)節(jié)機組真空度，控制進汽量;調(diào)整軸封汽壓力和溫度，防止轉(zhuǎn)子加熱過快，脹差增大。在采取了上述措施后，振動緩慢下降，基本穩(wěn)定。

2? 1機組汽輪機啟動振動異常原因分析

分析此次輪機冷態(tài)啟動過程中振動異常情況，主要的原因有以下幾點：

（1）高中壓缸脹差過大。在機組冷態(tài)啟動暖機的過程中高壓缸脹差過大，導(dǎo)致動靜間隙變小，造成部分摩擦，使得振動值升高。根本原因是因為汽溫過高。根據(jù)規(guī)程要求，沖轉(zhuǎn)暖機過程中需要保持主汽溫度在400℃以上，并且有大于50℃的過熱度。但實際操作中在沖轉(zhuǎn)暖機過程中，主汽溫度一度上升至525℃，超過規(guī)定值125℃，而汽輪機轉(zhuǎn)子的熱容量比汽缸要小得多，汽溫過高使得轉(zhuǎn)子膨脹過快，速度大大超過汽缸的膨脹速度，所以脹差變大。

（2）因為軸封供氣是直接和汽輪機大軸接觸，所以它的溫度變化將直接影響轉(zhuǎn)子的伸縮。軸封供汽壓力和溫度過高，易加快轉(zhuǎn)子膨脹，造成脹差增大，進而引起振動增大。

（3）真空較高，按規(guī)程要求，凝汽器真空在-0.05～-0.07MPa。而實際真空過高，同轉(zhuǎn)速下進汽量較少，氣缸加熱較少，轉(zhuǎn)子快速膨脹，其膨脹的速度遠超過汽缸，故脹差增大。

3? 1機組汽輪機啟動振動異常處理方法

分析此次汽輪機冷態(tài)啟動振動異常，可以了解造成振動故障的主要因素：一是暖機時長少;二是脹差過大。汽輪機的轉(zhuǎn)子、氣缸等部件在動態(tài)與靜態(tài)交變過程中有較大區(qū)別，如熱交換條件、軸向形成的膨脹等因素。而其中的軸向形成的膨脹主要是指發(fā)生相對膨脹情況，又稱為脹差。脹差的大小變化導(dǎo)致了機組軸向動靜間隙的動態(tài)變化。所以為全面預(yù)防軸向間隙的摩擦，一是要增加脹差的監(jiān)測力度;二是需要提高操作人員思想認識和技能水平。從技術(shù)和人員入手，在充分認識到監(jiān)控脹差的重要及必要性后，不斷降低直至消除脹差對機組正常運轉(zhuǎn)的影響。在汽輪機冷態(tài)啟動過程中，需要高度監(jiān)控高、低速階段過程中的操作，即在低速階段要完成聽音、提高在高速階段汽輪機振動故障的注意力。其次，由于氣缸溫度相對較低，在汽輪機沖轉(zhuǎn)定速以后，要充分考慮轉(zhuǎn)子與氣缸之間的實際脹差，進而可以有效的控制進汽量以及進汽溫度。

為有效處理機組發(fā)動時出現(xiàn)的脹差過大現(xiàn)象，需要做到：一是嚴格確認主蒸汽的溫度，如存在過高現(xiàn)象，應(yīng)及時將主蒸汽的溫度降低至合適范圍;二是嚴格控制流量變化速度，作為補充主蒸汽溫度控制的手段，達到更好控制脹差的目的。三是要實時調(diào)節(jié)軸封供氣壓及溫度，可以在一定程度上控制脹差。四是在汽輪機啟動過程中，當機組維持一定轉(zhuǎn)速時，改變凝汽器真空則改變了汽缸進汽量，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整脹差。

參考文獻

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