一起机组汽轮机振动大机组跳闸非停事件的原因分析及防范措施

摘 要：介绍了某电厂汽轮机振动大跳闸非停事件的经过，分析了引起“汽轮机振动大保护”动作原因，指出了1号汽轮机高中压缸转子振动大存在的具体问题，提出了从运行和检修两方面确保机组安全的维护要求和下一步要解决机组振动的措施。

关键词：汽轮机；振动；跳闸； 防范措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.037

0 引言

某发电厂一期工程为2×660MW超临界空冷机组。汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。

1 事件经过

某电厂2号机组运行，1号机组冷态启动接带330MW后出现汽轮机振动大情况： 1X 220um，1Y 145um，2X 95um，2Y 156um，机组振动在缓慢上升，稳定330MW负荷运行。1号汽轮机振动情况：1X由239 um突增至257 um，2Y由160 um突增至185 um，汽轮机跳闸，首出振动大跳闸，锅炉MFT、发电机解列，厂用电切换正常。立即破坏机组真空。 00：27 汽轮机转速1543rpm， 轴振最大：1X290um 、Y291um、2X180um 、2Y291um。 00：29 汽轮机转速降至1200 rpm，顶轴油泵联启正常， 00：58 汽轮机转速到0投入盘车，惰走时间为40分钟。

机组故障发生后，该厂聘请电力科学研究院专家、著名振动专家石教授到厂对1号机组汽轮机振动大跳闸原因进行检查分析判断。5月20日召开1号机组启动分析会，经与会专家一致讨论同意，1号机组启动，在汽轮机冲转时中控制1号机高、中压缸外缸金属温差（高压侧）《40℃，在1000r/min进行暖机，暖机到高中压缸外缸金属温差（高压侧）《20℃后再进行升速。1号机组于5月21日06：30点火，21：50并网成功，停机时间117h50min。

2 原因分析

该厂1号机组汽轮机因振动大跳闸后邀请西安西热振动研究所有限公司石教授、电力科学研究院振动专家、哈尔滨汽轮机厂技术人员到厂检查判断。专家到厂后分析数据得出结论：该厂机组随运行时间增长振动逐渐增大，并且启停约频繁振动增长越快。结合此次开机过程分析，导致该厂开机振动大的主要原因是由于转子热弯曲加剧导致转子永久性弯曲，转子永久弯曲导致转子运行振动基数变大，加上转子开机过程中热弯的情况导致温态开机困难。并且现阶段该厂转子已处于非正常状态，采取规程说明的正常开机程序是无法开机的。5月21日该厂采纳专家意见根据现阶段振动情况，确定了降低主、再热汽温，逐步升速观察的开机方案。

该厂1号汽轮机自投产以后高中压转子一直存在振动大情况，并先后于2011年06月、2013年7月返厂处理，振动虽有所好转，但振动大问题没有得到根本解决，在机组运行中1X、1Y、2X、2Y振动趋势仍不断缓慢上升。

通过此次开机可以发现该厂转子现阶段存在一定的永久弯曲导致振动基数较返厂检修后增大了约50μm。同时转子热敏感性强，转子存在一定的热弯曲导致开机困难。该厂转子现阶段存在一定永久性弯曲和一定的热弯曲。

3 机组运行中防范措施

该厂结合1号汽轮机目前运行实际情况制定了1号机组运行期间关于汽轮机振动大重要防护要求。

3.1 运行方面

（1）结合1号汽轮机目前运行实际情况以安全稳定运行为核心，各值长安排好1号机组的运行人员，操作上要严格遵照运行规程执行，尽量保持负荷稳定，调峰操作时要确保机组参数平稳，严禁大起大落。

（2）机组运行中，认真进行监视机组各参数，根据工况变化及时调整维护，检查，保证各参数稳定。各值认真检查各系统、发现缺陷及时联系处理。各值根据机组运行方式做好机组振动大的事故预想。

（3）机组运行中，尽量保持顺序阀运行，加减负荷或变工况运行，调整参数时，若振动有上升趋势，及时停止，适当缓慢降低主汽温度10℃左右，（根据5月21日启动，专家判断振动对主汽温度比较敏感，温度降低时，振动减缓或下降）。

（4）运行设备出现的缺陷要做及时检修部门进行处理，主要缺陷汇报上级领导，严防缺陷扩大，影响机组安全运行的重大缺陷值长立即汇报，监督检修人员及时消缺。

（5）遇有重大操作，重大检修隔离恢复操作运行部必须提前作好运行方式的调整，安全、技术措施交底，部门管理人员及专工担任后备监护人进行操作，确保重大操作的安全技术支持。

（6）当班值班员要对机组振动进行振动记录监视，做好记录，当值振动最大值及对应负荷，参数等计入运行日志。 确保1号机组安全稳定运行，避免出现机组非停事件。

3.2 检修方面

（1）设备部管理人员接到处理缺陷通知时，及时通知值班點检人员、检修公司检修人员到现场协调缺陷处理。发生重大缺陷或事故处理时，各部门管理、技术人员等及时到现场协助处理。

（2）严格控制检修消缺时间，点检人员根据缺陷性质合理安排消缺时间，若发生人员责任和协调不到位延误消缺的事件，将按照《该厂设备缺陷管理标准》的相关条款加倍考核。

（3）重大检修工作，必须事先做好检修工作三项措施，逐级审核后方可进行工作。且在检修工作时加强后备监护。

（4）设备部各点检人员对设备加强劣化分析，根据机组负荷，有计划的安排处理设备异常隐患排查。

（5）各生产部门要确保公用系统运行正常，（如小机冷却水系统、仪用压缩机组系统等），确保无影响1号机组安全运行缺陷。

4 下一步处理措施

（1）高中压转子的平衡：该厂高中压转子弯曲已影响机组正常开机，5月21日开机过程数据振动人员已进行数据采集，在下次停机时继续要求振动处理人员到厂进行停机数据采集，并进行配重。

（2）提高1、2瓦油膜刚度。在1号机组检修期间检查1、2瓦枕接触情况，同时测量1、2瓦顶间隙，并咨询制造厂合理减小瓦顶间隙，提高油膜刚度。考虑到现阶段该厂1、2瓦能维持在66℃以下，可减小瓦顶间隙1～1.2‰。

（3）在机组检修期间对汽轮机高、中压缸保温进行拆除，重新制作，对热控测点进行校对。

（4）结合机组通流间隙深度改造，更换转子，同时完善高中压缸温度测点，提高监控能力。

作者简介：崔永江（1979-），男，工程师，主要从事电厂运行管理工作。