超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組振動故障處理案例(華中所張文濤)

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,#,超臨界,汽輪發(fā)電機(jī)組振動,故障,處理案例,2016,年,01,月,1,5,日,西安,報告人:張文濤,目前,,600MW,及,600MW,以上汽輪發(fā)電機(jī)組已成為我國電力行業(yè)的主力機(jī)組,其安全穩(wěn)定運行具有重要意義,。軸,系長度的增加、支撐方式的多樣性,啟動過程中和帶負(fù)荷期間出現(xiàn)的的動靜碰磨,運行一段時間后的平衡惡化,等普通強(qiáng)迫振動,,還有一些,諸如汽流,激振和油膜振蕩,等自激振動,仍不時發(fā)生。下面我分享兩,個超臨界機(jī)組的振動,故障處理案例。,概述,主要內(nèi)容,660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動故障診斷和處理,600

2、MW,超臨界機(jī)組異常振動故障處理,660MW,超超臨界,機(jī)組軸系振動,故障診斷,和處理,機(jī)組,是,660MW,汽輪機(jī),為超超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽凝汽式汽輪機(jī),型號為,N660-25.0/600/600,,該機(jī)組共有,9,個軸承,,機(jī)組,軸系如圖,1,所示,。,一臺超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組在其發(fā)電機(jī)檢修后啟動過程中,歷經(jīng)軸系振動大無法升速至,3000r/min,、空載狀態(tài)下低壓轉(zhuǎn)子振動大、帶負(fù)荷后發(fā)電機(jī)軸承振動超標(biāo)等振動問題,嚴(yán)重影響了機(jī)組的正常啟動和安全運行。,660MW,超超臨界,機(jī)組軸系振動,故障診斷,和處理,一、首次啟動暖機(jī),660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,從上圖

3、可以看出,,1549 r/min,暖機(jī)期間,,7Y,軸振不斷增加,其主要頻率分量為基頻,相位略有變化。從振動幅值的增加量和時間來看,可以較為明確地判斷該軸承附近出現(xiàn)了動靜碰,摩。決定,逐步檢查油擋、軸承和密封瓦,并測量相關(guān)間隙。,660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,停機(jī)后拆除發(fā)電機(jī),7,瓦側(cè)端蓋,檢查油擋、軸承、密封瓦等部件,發(fā)現(xiàn)密封瓦下瓦磨損較重,660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,故障分析和處理,隨后對,7,瓦側(cè)密封瓦進(jìn)行了處理,,對檢修情況進(jìn)行了了解,,重新調(diào)整,了相關(guān)間隙,并再次啟動運行。此次中速暖機(jī)過程中,7Y,軸振振動幅值最大約,140m,,較檢修之前偏

4、大,,但在,約,4,個小時的暖機(jī)時間內(nèi)比較穩(wěn)定。最后機(jī)組順利升速至,3000r/min,,,表,中,給,出了部分測點的振動,數(shù)據(jù),660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,可以看出,,兩,個低壓轉(zhuǎn)子的軸振合格,但軸承振動超標(biāo)。其主頻率是基頻,空載狀態(tài)下的幅值和相位穩(wěn)定,??紤],到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸振和軸承振動仍在合格范圍,且沒有帶負(fù)荷過程的振動數(shù)據(jù),決定首先平衡低壓轉(zhuǎn)子,。,660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,轉(zhuǎn)速,5x 5y 5,瓦,6x 6y 6,瓦,7x 7y 7,瓦,8x 8y 8,瓦,3000,r/min 77 81,45,49 78 63,37,81 45,43 7

5、8 39,轉(zhuǎn)速,5x 5y 5,瓦,6x 6y 6,瓦,7x 7y 7,瓦,8x 8y 8,瓦,3000r/min 37 41 30 47 80 41,46,98 42,37 63 47,660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,可以看出,此次定速時低壓,B,轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動已降至合格范圍,但,7Y,軸振和,7,、,8,瓦的軸承振動幅值仍偏大,振動幅值大的原因是發(fā)電機(jī)在檢修,后,平衡狀態(tài)發(fā)生了變化,,,由于調(diào)度的原因,并考慮到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶負(fù)荷會產(chǎn)生熱變形量。決定帶負(fù)荷監(jiān)視運行,利用臨停的機(jī)會再對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行相應(yīng)的動平衡處理,低壓轉(zhuǎn)子動平衡后的數(shù)據(jù)如下,660MW,超超臨界機(jī)組軸

6、系振動,故障診斷和處理,二,、首次帶負(fù)荷,機(jī)組負(fù)荷,630MW,時的部分軸系振動數(shù)據(jù),負(fù)荷,5x 5y 5,瓦,6x 6y 6,瓦,7x 7y,7,瓦,8x 8y 8,瓦,630MW,32 66,20,45 80,33 74 148,44 101,63,76,可以看出,高負(fù)荷時,發(fā)電機(jī)振動較空載時變大,尤其是軸承振動,幅值已超標(biāo)。對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,幅值的主頻率是基頻,相位穩(wěn)定,振動變大的原因是帶負(fù)荷時,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了熱變形,與偏大的原始振動疊加,導(dǎo)致幅,值,進(jìn)一步,變,大,不排除較大的振動誘發(fā)密封,瓦,等,處,出現(xiàn)動靜碰摩。處理方案如前述,降低空載時振動幅值,并綜合考慮到帶負(fù)荷時的振動數(shù)據(jù),

7、制定加重方案,保證空載和帶負(fù)荷狀態(tài)下的軸系振動降,至,合格的,范圍,。對機(jī)組升速、空載和帶負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合處理,結(jié)合轉(zhuǎn)子陣型特征,最終選擇的加重平面是低發(fā)對輪,加重后空載狀態(tài)下振動數(shù)據(jù),660MW,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,轉(zhuǎn)速,5x 5y 5,瓦,6x 6y 6,瓦,7x 7y 7,瓦,8x,8y 8,瓦,3000,r/min,51,60,30,48,71 42 32,45,30,24 27 17,軸系各測點振動均在合格范圍,機(jī)組的振動故障處理已基本結(jié)束。但由于廠方希望低壓,B,轉(zhuǎn)子振動能進(jìn)一步降低,隨后對低壓,B,轉(zhuǎn)子進(jìn)行了微調(diào),。,調(diào)整配重后,空載及帶負(fù)荷振動數(shù)據(jù),660M

8、W,超超臨界機(jī)組軸系振動,故障診斷和處理,轉(zhuǎn)速,5x,5y,5,瓦,6x 6y 6,瓦,7x,7y,7,瓦,8x,8y 8,瓦,3000,r/min,29 29,19,36,49,26 31,38,17,19,22,18,320MW 60 69 26 36 55 31 47 24 23 25 21 18,軸系振動優(yōu)良,機(jī)組,檢修后首次啟動過程中振動大無法升速的原因是發(fā)電機(jī)密封瓦出現(xiàn)了動靜碰摩,處理后碰摩現(xiàn)象消失,升速過程振動,正常,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶負(fù)荷后振動超標(biāo)的原因是檢修后產(chǎn)生了新的質(zhì)量不平衡,低壓,B,轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速下的振動故障原因是存在較大的殘余二階質(zhì)量,不平衡,。,660MW,超超臨界機(jī)組軸

9、系振動,故障診斷和處理,三、總結(jié),該機(jī)組是,600MW,超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽凝汽式汽輪機(jī),型號是,CLN600-24.2/566/566,,該機(jī)組共有,9,個軸承,,1,、,2,號軸承為支承高中壓轉(zhuǎn)子的落地軸承,,3,、,4,號軸承為支承低壓,A,轉(zhuǎn)子的兩個汽缸軸承,,5,、,6,號軸承為支承低壓,B,轉(zhuǎn)子的兩個汽缸軸承,,7,、,8,號軸承為發(fā)電機(jī)的兩個端蓋軸承,,9,號軸承為勵磁短節(jié)支承軸承,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,機(jī)組,啟動,升速過程正常,但在額定轉(zhuǎn)速停留時,,6,號軸承振動持續(xù)增加,被迫停機(jī),無法進(jìn)行相關(guān)的電氣試驗,影響機(jī)組的正常,運行,。下面從機(jī)組振

10、動測試,故障原因分析,治理方案的確定和實施等幾個方面進(jìn)行了,介紹。,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,啟動后定速,3000r/min,時的軸系振動測試數(shù)據(jù)如下,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,一,、振動測試,轉(zhuǎn)速,5x 5y 5,瓦,6x,6y,6,瓦,7x 7y 7,瓦,8x 8y 8,瓦,3000 r/min 52 38 37 125 93,45,60 74,49,36 38 23,隨后機(jī)組定速,3000r/min,,準(zhǔn)備做相關(guān)電氣試驗。在等待準(zhǔn)備的過程中,6,瓦軸承振動逐漸增大,幅值超過,100m,,手動停機(jī)。下圖給,出了,幾個軸承的趨勢圖,600MW,超臨界機(jī)

11、組,異常,振動,故障處理,可以,看出,,3000 r/min,下空載運行約,35,分鐘,,7,號軸承通頻幅值由,50m,增大到,80m,,,6,瓦軸承已超過,100m,,,軸承振幅值主頻為基頻,幅值增大過程中,相位略,有變化,手動打閘停機(jī)。,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,轉(zhuǎn)子,-,軸承系統(tǒng)的振動情況取決于激振力和軸承動剛度的影響,在線性系統(tǒng)中,部件呈現(xiàn)的振幅與作用在該部件上的激振力,成正比,,,與,動剛度成,反比,。,6,、,7,號軸振和瓦振都以工頻分量為主,屬于強(qiáng)迫振動范疇,振動爬升增加的幅值也以工頻分量為主,,6,號軸振值由,126m,爬升至,149m,,,6,號瓦瓦振由最

12、初,49m,爬升至,100m,,有繼續(xù)增大的趨勢。爬升過程中軸振和瓦振的相位基本未變,屬于工頻失穩(wěn),問題,。,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,二、故障分析和處理,機(jī)組,定速后,軸振以及軸承振動的基頻相位、激振力的位置及轉(zhuǎn)子的不平衡量都基本不變,在排除動靜碰摩的情況下,引起基頻幅值持續(xù)緩慢上升的故障原因在于軸承座整體動剛度緩慢下降或存在結(jié)構(gòu)共振,。,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,定速,3000 r/min,初期,,6,號軸承軸振最大,125m,,主要是基頻分量,表明低壓轉(zhuǎn)子存在較大的不平衡量,但不是引起,6,、,7,號瓦振、軸振不穩(wěn)定的原因。引起,6,、,7,號瓦振

13、、軸振爬升最有可能的,因素是軸承座,動力特性發(fā)生了變化,使得軸承座動剛度下降,并影響支撐系統(tǒng)的固有頻率,。,措施,:,降低,軸系的激振力,-,通過動平衡處理降低軸振,;,提高,軸承座的動剛度,-,具備條件時需要相關(guān)軸承參數(shù)(接觸面和間隙等,),600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,經(jīng)討論決定,優(yōu)先對低壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡,降低原始激振力,從而降低共振峰值,以保證空載時各項試驗的順利完成。帶負(fù)荷后,隨著低壓缸進(jìn)汽量的增大,整體剛度會增加,,6,號軸承振動會進(jìn)一步降低,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,對軸系的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,低壓,B,轉(zhuǎn)子振動以二階陣型為主,綜合考慮熱變形量,

14、實施了反對稱形式的配重。分別在低壓,B,轉(zhuǎn)子兩端加重,300g,后啟動運行,額定轉(zhuǎn)速下,6,號軸承振動仍有所增加,但最終穩(wěn)定在,70m,以內(nèi),帶負(fù)荷后軸系振動達(dá)到優(yōu)秀,水平。,三、動平衡處理后振動情況,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,轉(zhuǎn)速,5x 5y 5,瓦,6x,6y 6,瓦,7x 7y 7,瓦,8x 8y 8,瓦,3000 r/min 58 54 7,77 65 53,47 60,20,32 38,11,300MW 76,77 19,27 27,10 42 39,11 26,26 20,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,空載及并網(wǎng)后,的振動測試數(shù)據(jù),機(jī)組,在達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后,空載運行時,6,號軸承振動持續(xù)增大至停機(jī)值,其振動故障有兩方面的原因,一是低壓轉(zhuǎn)子存在一定的不平衡量,二是額定轉(zhuǎn)速下長時間停留導(dǎo)致軸承座動力特性發(fā)生了變化。,面臨,異常振動故障時,需要采取正向思維,找到故障源,,并,采用,最,優(yōu)的處理方案,保證機(jī)組的安全,運行,。,600MW,超臨界機(jī)組,異常,振動,故障處理,四、總結(jié),請各位領(lǐng)導(dǎo)、專家批評指正!,聯(lián)系方式:張文濤,,18537116926,

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