宁夏枣泉发电有限责任公司 ,宁夏银川市 , 750411
摘要:通过对660MW机组小机振动高原因简要分析,再结合本单位两台660MW超超临界机组的小机相关振动高参数进行记录及分析,总结得出小机振动高的一些影响因素并提出一些运行处理方法
关键词:小机振动高 负荷 原因 处理
1、设备简述
我厂每台机组配置一台杭州汽轮机厂制造的WK63/71型给水泵汽轮机,采用单轴单缸、凝汽室、反向双分流、下排汽型式,额定转速5165rpm,额定进汽压力/进汽温度/排汽温度排汽压力1.187MPa/390.4℃/49.4℃/12kPa,可变参数、变功率、变转速。汽源设置三路,启动时用辅汽/正常运行时用四抽/冷再作为高压汽源热备用。小机与汽泵采用挠性联轴器连接。
2、事件经过及处理
自2020年4月29日起,该厂#2小机在相同高负荷下前、后轴承振动逐渐上升,630MW负荷下,前轴承振动1、2已超过报警值80μm,高负荷下小机振动已近跳闸边缘。提取2019年12月至2020年5月23日数据进行对比分析(见各图),其中大部分数据对应的负荷均在630MW左右。
原因分析
相同负荷下(约630MW),前置泵流量、小机转速基本一致,无增大趋势,说明小机内各级做工能力未下降。
低负荷时,小机轴向位移大,小机振动小,高负荷时相反,说明轴向位移随负荷变化。相同高负荷下,小机振动随轴向位移反向变化、与背压同步变化。经分析认为,两侧汽缸做功能力不一致,相同负荷下背压上升时,该差异进一步凸显,导致轴向位移随小机振动同步反向变化。但对比去年12月与今年5月相同高负荷下的轴向位移和振动,可以看出,轴向位移无明显变化,而小机振动明显上升。
相同高负荷下,小机推力轴承温度与轴向位移并无明显关系,且无异常变化,同时对比去年12月与今年5月相同高负荷下,推力轴承温度基本一致。
从上述1)、2)、3)初步判断,叶片无断裂脱落、无明显积盐结垢,通流部分畅通。此外,看历史曲线,小机振动并非突然大幅上升,而是随负荷同步变化或负荷稳定时随背压同步变化,缸内也无明显摩擦或碰撞声,因此,判断无叶片脱落。
因小机轴承坐落于排汽缸上,排汽温度高,会引发缸体变形、轴承座被抬升,相同负荷下,小机振动与两侧排汽温度略微呈正相关(实则与背压相关),与两侧排汽温度差值无关,所以振动高排除此方面的原因。
理论上讲,上下缸温偏差过大,会导致缸体变形、动静部件可能碰磨。相同负荷下,小机振动与缸温偏差无关。因为相同高负荷下,上下缸温差最大达45℃时小机振动并未明显增大,所以振动高排除此方面的原因。
半速油膜涡动因素分析。当小机在2倍的一阶轴系临界转速区域运行时,若轴承油膜失稳,油膜涡动频率正好是一阶临界转速,小机轴系会产生共振。但自5月份以来,小机转速在3000—5100rpm之间,远在一阶临界转速之上,小机振动及汽泵前轴承振动均比较高,但汽泵后轴承振动一直很低,且5月份前振动均正常,润滑油取样各项指标化验合格,所以排除半速油膜涡动因素。
振动测点失准可能已经热工人员排除。
从下图看,小机前后轴承振动、汽泵前轴承振动基本同步变化。同样是630MW,去年12月三处振动值明显小于5月份,且4月29日至5月17日,三处振动值偏差逐渐变大。4月29日加负荷至630MW后,上述振动均上涨至一个较高值后回落,其中小机前后振动保留在较高值水平并呈缓慢上升趋势;而汽泵前轴承振动值回落至12月数值水平,直至5月17日以后随两轮加负荷而成阶跃上涨,整个过程中汽泵后轴承振动基本不变。结合5月26日585MW负荷稳定情况下,小机前后、汽泵前轴承振动两次突然上涨并自动恢复、4月前振动均无异常来看,小机与汽泵联轴器出现损坏、或者小机缸内存在轻微动静碰磨。
综上分析,得出结论如下:
A、小机转子可能存在叶片损伤或有积盐现象,导致转子动平衡失稳变大,这样转速越高、轴系振幅越大,动静间隙变小,产生碰磨;
B、小机与汽泵挠性联轴器出现损坏并持续加重,小机振动出现异常升高;
C、因汽泵与小机属同一轴系,且汽泵前轴承靠近小机,联轴器损坏后带动汽泵前轴承振动异常上升。
4、检修处理结果
#2小机停运检修,发现联轴器挠性叠片损伤严重,联轴器对轮螺母损伤,联轴器筒体存在裂纹。汽泵组找中是以汽轮机转子为基准调整给水泵,检查发现给水泵调整中心限定块出现裂纹,中心数值发生改变、导致振动增大。
图1 挠性叠片损伤情况
图2 联轴器筒体损伤情况 图3 联轴器对轮螺母损伤
5、结语
我厂每台机组设置一台汽动给水泵,可满足全负荷运行工况需求。一旦汽泵组出现故障,势必造成机组非停,汽泵组的重要性与主机相同。因此,需要高度重视和保持汽泵组的良好运行工况。运行中要严密监视汽泵组轴承振动变化趋势,发现异常,及早整合运维力量,多方分析确定要因,及时进行处理;汽泵组检修时,要仔细检查轴承、联轴器、叶片、隔板、螺栓、定位块等,严格执行安装工艺,提高安装精度,消除轴系不对中现象,保证机组安全可靠运行。
参考文献:
[1] 沈士一·汽轮机原理 中国电力出版社
[2]胡念苏·汽轮机设备系统及运行 中国电力出版社