给水泵汽轮机振动大跳闸的原因分析及处理

第27卷/2007年第3期湖　南　电　力安全与综合

给水泵汽轮机振动大跳闸的原因分析及处理

严韶华

(大唐石门发电有限责任公司, 湖南石门415300)

摘　要:通过对某电厂300MW 机组给水泵汽轮机振动大的原因进行分析, 得出了振动大是由于在运行状态下, 小机转子与给水泵转子中心发生突变引起, 并提出了处理措施。关键词:汽动给水泵; 小汽轮机; 振动; 300MW 机组中图分类号:

TK263. 64　　文献标识码:

B 　　文章编号:1008-0198(2007) 03-0029-02

平衡离心力的作用下会引起转轴的振动突增。质量不平衡产生振动的主要特征是振动随转速发生变化, 且振动对整个轴系都有影响。

2. 2　中心不正引起的振动。由于2个转子不同心,

使对轮或转轴处的晃度增加, 在高速下中心状况发生突变时可使对轮处的晃度突增。中心不正产生振动的主要特征是在对轮两侧的轴振表现最为突出。2. 3　转子由于热变形产生的振动。转子产生热变形后, 由于挠度的增加, 一般使转子端部轴承的轴向振动增大, 热变形引起的振动负荷和热状态有关, 改变运行工况, 振动相应地发生变化。2. 4　振动探头、传输线等测振元件的突然松动或出现故障。这种原因产生的振动突变, 主要特征是降速或停机过程中振动幅值基本上保持不变。2. 5　机组在升速过程中产生的油膜振荡。机组在运

1　概　况

　　某电厂4号机组为国产引进型300MW 燃煤机

组, 汽动给水泵组的小汽轮机为哈尔滨汽轮厂生产的N GZ84. 6/83.5/06型, 配套使用上海电力修造总厂生产的FK6D32型给水泵。汽动给水泵组振动探头的分布方式为:小汽轮机1号瓦上有X 和Y 方向2个轴振动探头, 在2号瓦上只有Y 方向1个轴振动探头, 而给水泵2个轴承上未安装振动探头。

2006年4月19日23∶40, 4号A 小机跳闸, 首出原因为4号A 小机2Y 振动大。调出历史曲线发现小机转速在4892r /min 时2Y 振动达145. 18μm , 其表现形式为振动突变。4号A 小机跳闸时小机和给水泵各项参数变化情况见表1。

表1　跳闸时各项参数变化情况

参　　数

时　　间

小机转速/r·min -1

小机轴径振动(2Y ) /μm 小机前轴径振动(1X) /μm 小机前轴径振动(1Y ) /μm 小机轴向位移/μm 小机前轴承瓦温/℃小机后轴承瓦温/℃小机推力瓦温/℃给水泵偶端瓦温/℃

跳闸前4888. 0043. 3720. 4820. 33-0. 1864. 9759. 4256. 4565. 27

跳闸时4892. 00145. 1820. 6020. 67-0. 1864. 9761. 3856. 4565. 27

差　值5s 4101. 810. 120. 340. 000. 001. 960. 000. 00

23∶40∶1123∶40∶16

行中, 由于轴系中各支承标高的变化, 有的轴承负载减轻, 使油膜压力减小而导致转子失稳, 从而造成油膜振荡。油膜振荡的主要特征是只有当转速高

于第1临界转速(4号A 小汽轮机第1临界转速为2192r /min)的2倍时, 才有可能发现油膜振荡, 且轴瓦都有一定程度的损坏现象。

2. 6　由于设计或安装等问题, 基础台板的自振频率接近机组的转速而产生共振, 主要特征是基面台板和转轴振动都很大。

2. 7　动、静碰摩引起的振动突变。当机组内部结构出现故障引起动、静部件发生碰撞时就有可能产生振动突变, 主要特征是整个轴系的振动都会增加且摩擦剧烈时可就地听到汽缸内的摩擦声。

　　从表1可知, 在跳闸过程中, 除2Y 的振动在5s 内有101. 81μm 突变外, 其它各项参数均没有出现明显的变化。

2　引起振动突变的因素

2. 1　由质量不平衡引起的振动。由于零部件突然松脱、叶片突然断裂等引起的质量不平衡的存在, 就产生了1个突变的不平衡的离心力, 在这个突变不

3　原因查找及处理

3. 1　控制部分的检查和处理:将轴承振动探头的一

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次元件和一次元件的螺栓紧固件、控制回路部分和卡件都做了仔细的检查。没有发现异常情况, 说明保护动作是正确的。

3. 2　对4号A 小机进行了冲转试验, 当转速升到1223r /min 时2Y 的振动幅值达到了83. 46μm , 并有继续上升的趋势, 为了设备的安全, 马上进行了打闸停机。由此可排除振动突增是由轴振探头出现故障引起的可能性。3. 3　对4号A 小机在对轮脱开的状况下单独进行了冲转, 在转速升到5000r /min的过程中没有发现轴振和瓦温有异常情况且就地测振测温也很正常, 振动也没有随转速的变化而变化。这就证明了4号A 小机本体没有问题。

3. 4　对4号A 小机2号瓦进行了翻瓦检查。没有发现瓦有其它异常情况, 轴颈也没有磨损的痕迹, 油质化验合格, 轴承室清洁, 未见其它异物, 轴颈扬度也在标准范围之内。也排除了振动突增是由油膜振荡和油中进了大颗粒杂质引起的可能。3. 5　联轴器检查

解体检查下联轴器和弹性块, 均未见异常现象。3. 6　联轴器中心复查

中心复查测量数据见表2

。

号A 小机带负荷进行冲转, 在整个冲转过程中, 小

机和给水泵的轴振和瓦温都正常。

表3　汽动给水泵调整后数值

项　目设计值测量值M ax 偏差

1. 98

　　　圆　　周　　　a

b

c

d

≤0. 06

A

B

C

m m

　　　端　　面　　　

D

≤0. 04

2. 01. 961. 932. 2052. 1852. 2152. 220(a -c ) /2=0. 01(A -C )=0. 01(b -d ) /2=0. 035(B -D )=0. 035

4　原因分析

　　分析可知, 造成4号A 小机振动大的主要原因

是中心不正引起的。

4号A 小机和给水泵通过叠片挠性联轴器把2段转子联接起来, 这种联轴器实际上是加了一个波形节。根据结构可知, 小汽轮机在运行过程中发生偏移的可能性不大。给水泵如果安装质量不良, 如安装工艺不合要求, 在热胀冷缩的运行过程中就会引起紧固螺栓的松动, 从而产生给水泵整体跑位现象。设备运行初期, 给水泵整体由于热膨胀引起的偏移量不是很大, 其中心不正所产生的不平衡力可由挠性联轴器(波形节) 来进行补偿, 因此对小汽轮机2号Y 轴振的影响并不大。当给水泵由于热胀冷缩引起的偏移量很大时, 挠性联轴器不能补偿由中心不正所产生的不平衡力。这样就会引起对轮的两端面偏斜, 使2号转子在运行状态下不成1条直线, 在高转速下对轮处的晃度突增, 从而产生不平衡离心力。在这种不平衡离心力的作用下就会使对

表2　联轴器中心测量数据

项　目设计值测量值M ax 偏差

　　　圆　　周　　　a

b

c 5. 04

d 6. 45

≤0. 06

4. 653. 17

2. 74

(a-c) /2=0. 195(b-d) /2=1. 64

A

B 2. 91

C 2. 80

mm

轮两侧的轴振产生突变。

　　　端　　面　　　

D 2. 65

≤0. 04(A-C)=0. 06(B-D)=0. 26

5　建　议

5. 1　加强对主要设备振动的监视, 如振动值出现异常要按运行规程进行相关操作。

5. 2　定期检查转子的紧固螺栓的松动状况, 把事故消灭在萌芽状态。

参

考

文

献

　　从表2的联轴器中心数据可知, 炉、电侧圆周和端面偏差太大, 分别达到了1. 64mm 和0. 26m m, 严重超出了设计值。

3. 7　中心调整组装

通过调整, 使小机与给水泵的中心值符合设计要求, 具体数值见表3。在中心数据符合要求的前提下, 将小机与给水泵之间的联轴器组装好再次对4〔1〕哈尔滨汽轮机厂. NGZ84. 5/83.5/06型汽轮机说明书〔R 〕. 〔2〕上海电力修造总厂. DGT600-250调速给水泵组使用说明书

〔R 〕.

〔3〕张国忠. 汽轮发电机组振动和动平衡〔M 〕.