660 MW机组给水泵汽轮机振动诊断及处理

陈 晨， 方玉享， 傅行军， 邢海波

(1. 东南大学 火电机组振动国家工程研究中心， 南京 210096；2. 皖能马鞍山发电有限公司， 安徽马鞍山 230071)

660 MW机组给水泵汽轮机振动诊断及处理

陈 晨1， 方玉享2， 傅行军1， 邢海波1

(1. 东南大学 火电机组振动国家工程研究中心， 南京 210096；2. 皖能马鞍山发电有限公司， 安徽马鞍山 230071)

某电厂660 MW超临界机组2号机组B给水泵汽轮机自投入运行一段时间后多次发生突发性异常振动。经过对该给水泵汽轮机进行变油温试验以及全程振动测试分析，提出了振动处理方案并在大修中实施。经处理后该给水泵汽轮机振动故障消除，可靠性得到了提高。

给水泵汽轮机； 突发振动； 变油温； 动平衡

电站辅机为电站设备的重要组成部分，是电站设备正常运行所必不可少的设备。如今随着大容量高参数机组的迅速发展，辅机的单机容量也越来越大，解决辅机运行过程中出现的问题显得尤为重要。

某电厂660 MW超临界机组2号机组B给水泵汽轮机自运行以来多次发生突发性异常振动，运行人员须及时调整运行方式(如降低机组负荷、降低B给水泵汽轮机转速等)，爬升的振动值才得以回落，这为汽轮机组的运行带来极大的不便，已严重影响和威胁机组的安全。为了解决该问题，东南大学火电机组振动国家工程研究中心对该给水泵汽轮机进行了变油温试验，在大修停机前、大修开机后的整个过程对机组振动进行了监测记录，并根据监测数据内容对该给水泵汽轮机故障作出诊断，提出并实施处理方案。

1 振动情况

该汽轮机组B给水泵汽轮机为驱动给水泵用变转速凝汽式汽轮机，型式为单气缸、单转子、冲动、单流、纯凝汽式、具有高排汽内切换。排汽方式为后汽缸向下排汽，排汽进入主凝汽器。最大功率14 MW，额定功率9.947 MW，连续运行调速范围在2 800～6 000 r/min，额定转速为5 319 r/min。

根据全过程监测数据显示：B给水泵汽轮机在高转速下10～30 min内2号瓦便出现大幅爬升，2号瓦X向振动有时爬升到将近跳机值，在2号轴振大幅爬升的同时1号、3号和4号瓦振动也明显爬升，而且这种突发性振动发生的概率有增加的趋势。同时该给水泵汽轮机在正常运行时还存在1号瓦X方向振动偏大(在报警值附近)。

2 变油温试验

根据振动状况，该给水泵汽轮机经常出现0.5倍频失稳振动，这是油膜失稳故障的典型特征。油膜失稳是转子系统失稳中的一种，为转子系统内部因素激发的自激振动，其特点为随转速变化时频率始终为转动频率的一半。

为了进一步查明机组是否出现油膜失稳，进行了变轴瓦润滑油温试验，转速维持在5 000～5 500 r/min，从12：00到15:15，给水泵汽轮机冷油器出口油温从45 ℃逐渐降至36.3 ℃。14:40时轴转速为5 494 r/min，各轴承振动值见表1；15:17时转速5 052 r/min，各轴承振动值见表2。整个变油温试验过程2号瓦X方向振动趋势图见图1。

表1 各轴承振动值

μm/μm∠(°)

表2 各轴承振动值

μm/μm∠(°)

图1 2号瓦X方向振动趋势

由表2、图1数据可知：润滑油温低时2号瓦X方向出现波动现象，波动时最大幅值达到了波动前的2倍，说明低油温时2号瓦稳定性变差；另外，1号瓦X方向振动偏大。

3 大修前后振动情况

3.1 振动测试

2号机组于2015年9月16日停机大修,在降速过程中给水泵汽轮机过一阶临界时(1 950～2 000 r/min)振动并不大。

当停机降速至4 000 r/min时， 2号瓦X方向振动出现明显的半频分量(频谱图见图2)，并且有增大的趋势。半频分量的频率恰好是给水泵汽轮机转子一阶固有频率，进一步说明2号瓦稳定性差。由于该B给水泵汽轮机为低参数，故排除气流激振的影响，可以判定为油膜失稳导致振动异常[1]。

图2 2X频谱图

3.2 振动分析及处理

(1) 鉴于给水泵汽轮机在高负荷高转速工况下偶尔出现突发性振动波动现象，结合试验结果，给水泵汽轮机2号轴承振动在低润滑油温出现波动，且在4 000 r/min时出现半频失稳振动。分析认为2号瓦稳定性不良，为提高稳定性，本次大修抬高2号瓦标高0.05～0.1 mm，同时兼顾对轮中心工艺要求。

(2) 联轴器缺陷是高转速振动突发性波动原因之一，本次大修更换联轴器，严格新联轴器安装工艺。

(3) 根据负荷转速升高至4 000 r/min后，1号瓦振动随转速升高而增大，并结合给水泵汽轮机出厂超速试验时振动特性，出现1号、2号瓦轴振反向分量较大，故存在二阶不平衡分量。本次大修在给水泵汽轮机转子上(1号、2号瓦两侧)进行现场动平衡，加重方案在扣缸前实施。加重方案为：P1=36 g∠325°，P2=36 g∠145°，见图3。

图3 动平衡示意图

2015年11月17日凌晨对B给水泵汽轮机冲转过程未检测到突发性振动。

11月25日主机带负荷后，测得B给水泵汽轮机振动，通过图1、图4可以看出大修后2号瓦X方向波动消除，稳定性得到提高。

图4 大修后2号瓦X方向方向振动趋势

4 结语

根据B给水泵汽轮机振动情况及处理后得出：

(1) 异常振动与2号瓦稳定性不良直接相

关，通过抬高2号瓦标高，提高了稳定性。

(2) 联轴器不良也是影响振动的重要因素，通过更换连轴器，消除了对稳定性扰动因素。

(3) 给水泵汽轮机转子存在二阶不平衡分量，使得1号瓦X方向轴振偏大，通过动平衡改善了1号瓦X方向轴振。

(4) 鉴于2号瓦稳定裕度不高，建议润滑油温控制在40～44 ℃。

实施处理方案后，监测显示2号机组B给水泵汽轮机突发性振动情况没有发生，达到稳定运行的要求[2]。

[1] 孙荃. 火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法研究[J]. 黑龙江科技信息, 2015(24): 40-41.

[2] 刘树鹏, 王延博. 某电厂660 MW超超临界机组振动故障诊断及处理[J]. 电站系统工程, 2014, 30(5): 62, 65.

Vibration Diagnosis and Treatment for the Feed Pump Turbine of a 660 MW Unit

Chen Chen1, Fang Yuxiang2, Fu Xingjun1, Xing Haibo1

(1. National Engineering Research Center of Turbogenerator Vibration, Southeast University,Nanjing 210096, China; 2. Wenergy Maanshan Electric Power Generation Co., Ltd.,Maanshan 230071, Anhui Province, China)

Sudden abnormal vibrations have occurred for many times in auxiliary engine B of the No.2 600 MW ultra-supercritical unit in a power plant since its operation for a period of time. Through variable oil temperature test, diagnostic analysis and vibration measurement of the feed pump turbine, a vibration treatment scheme is provided and implemented during overhaul, after which the vibration faults are finally eliminated, while the reliability of the feed pump turbine is improved.

feed pump turbine; sudden vibration; variable oil temperature; dynamic balance

2016-04-14；

2016-04-21

陈 晨(1992—)，男，在读硕士研究生，研究方向为汽轮机振动处理诊断。

E-mail: 742619270@qq.com

TK264.12

A

1671-086X(2017)01-0052-03