30MW机组启动振动大的问题及解决措施

周厚勇

（攀钢发电厂，四川攀枝花 617000）

1 概况

攀钢钒能动分公司主要承担攀钢主体厂矿生产用电，是攀钢集团整个生产流程中重要的提供生产能源的单位，30 MW 余热余能综合利用发电机组设计年发电量2.63亿kWh。主要技术参数见表1。

表1 30 MW发电机组主要技术参数

机组冷态启动过程中，因受设计、安装、操作等多方面条件的制约，时常存在着机组启动振动大、声音异常等问题。

2 现状描述

2020 年1～3 月，30 MW 机组进行了2 次冷态启动，第一次在升速至800～900 r/min 时，3#轴瓦开始振动，直到升速至1 200 r/min 定速时振动降至17 μm，1#、2#、4#轴瓦均开始振动后升速至1 800 r/min时各瓦振动同时上升，最终在2 028 r/min时振动及声音加剧紧急打闸停机。第二次延长暖机时间后机组再次冲转，当转速升至1 491 r/min时，各轴瓦振动及声音加剧紧急打闸停机。

停机降速过程中，汽轮机缸体、主控室平台有不同程度抖动，各轴瓦振动不降反升，其中2#轴瓦振动高达102.71 μm，前轴封处有轻微的摩擦声出现。第一次、第二次冲转记录分别见表2、表3。

表2 第1次冲转振动记录

表3 第2次冲转振动记录

机组主蒸汽采用三路汽源，三路中压蒸汽进入集汽联箱混合后进入汽轮发电机，集汽联箱左侧引一路进入低压蒸汽加热器，升温后的低压蒸汽作为机组的备用补汽。轴封汽源为中压蒸汽，前轴封漏气和低压补汽混合后进入通流10级补汽，后轴封排汽进入轴封加热器。前轴封漏气改造前流向见图1。

图1 前轴封漏气改造前流向

3 主要原因分析

3.1 设计有缺陷

该机组设计用直通管将前轴封漏气直接引入补汽口，该管段无任何隔离措施，理论上认为漏气与冲转后的蒸汽压力及温度差值可以忽略，但从机组启动的运行记录分析，出现以下问题：

（1）机组冷态开机前投入轴封蒸汽，前轴封漏汽通过补汽管路进入通流10级，导致汽轮机未冲转时汽缸已进汽，冲转前后汽缸温度相差已达160 ℃，严重影响了机组的热膨胀。[1]

（2）机组热态开机投入轴封后，前轴封漏汽通过补汽管路进入汽轮机，冷却了汽轮机转子及汽缸。[2]

3.2 蒸汽压力不稳定

机组正常运行时，因蒸汽压力在0.6～0.8 MPa之间频繁波动，影响前轴封漏汽排汽不畅和波动，导致冲转后的蒸汽和新蒸汽在补汽口位置存在热力差，从而引起机组剧烈振动。[3][4]

4 解决措施

4.1 改造前轴封漏气管道

在不影响凝汽器真空的条件下，对前轴封漏汽管道进行改造，在该管道中间位置加装切换阀门，并在与补汽管道汇合处前轴封蒸汽母管上增加温度测点。

启动初期，前轴封漏汽通过疏水管道排入疏水扩容器，启动正常后前轴封漏汽引入加热器后经补汽管路进入通流10 级。前轴封漏气改造后流向见图2。

图2 前轴封漏气改造后流向

4.2 精心调整蒸汽参数

在遵循机组原设计参数条件下，增设蒸汽混和提温装置，低压蒸汽和中压蒸汽先混合后送至均压箱，机组主汽压力偏设计值下限、温度偏上限调整，保证汽源参数满足要求，杜绝因压力温度差影响机组热膨胀，导致机组发生动静摩擦引发振动的问题。技改后机组运行振动优良，符合设计要求。机组1#～4#瓦冷态启动至正常运行振动值,见表4。

表4 机组1#～4#瓦冷态启动至正常运行振动值

5 结论

该机组通过轴封漏气管道改接、调整冲转参数等技术措施，冷态启动振动大的问题已得到解决，机组投产运行以来，各项参数符合设计的规定值，二次能源回收高效利用目标得以实现。