600MW机组异常振动成因及处理对策分析

600MW机组异常振动成因及处理对策分析
根据经验和相关数据调查显示引发600MW机组异常振动问题有多重因素。

机组有不同的轴系结构，该结构由多个转子部件和轴承组成，每一个转子在运行中都可能会产生不同的振动，所以，不同部位的振动有自身的特征。

振动会影响机组不同程度的正常运行，若异常振动持续下去并且加剧，就会影响发电机组的安全运转，从而给生产带来损失。

本文将分析600MW发电机组的非正常振动的特征，以便为采取有效的处理措施提供参考意见。

标签：600MW机组轴系结构异常振动安全
引言
电力工业的发展为我国的社会经济发展提供了可靠的生产条件保障，也为民众的生活质量提供了基础性保障。

发电产业中应用广泛的发电机组就是600MW 汽轮机组，它主要用于火力发电。

该机组为电力事业的发展提高了效率，然而由于机组高速运行过程中出现了很多问题，会导致电厂生产的故障。

根据有关调查数据显示该机组比其它发电机组产生的振动故障几率要高出许多倍，因而本文重在分析600MW机组的振动故障特征，在一边分析的同时一边提供解决的措施和办法。

一、600MW机组因摩擦引起的异常振动和对应的解决措施
在机组的运行过程中，部分非正常振动现象是因为机组的低压转子受到干扰引起动静摩擦导致的。

低压转子的静摩擦会引起低压缸的窝动与抖动，这两种异常振动足以影响转子产生弯曲变形，所以应消除摩擦。

机组由于摩擦导致的振动问题有如下的特征和解决措施：
特征：机组空载运行时，低压缸的温度急剧升高以及真空效应迫使低压缸变形，当变形过大时就会造成低压转子末端轴承产生动静摩擦，当机组带负荷加剧或者机组加热时过快造成蒸汽参数不能得到有效控制以及低负荷状态时间过长的情况下，低压转子的摩擦就会加剧振动。

解决低压转子摩擦振动的措施是：操作人员应尽可能的降低机组空载运行的时间；低压缸的排气要一致，保证真空的平衡性，有效控制真空数值，对于低压缸两侧的真空不平衡现象要采取降低某部分较高真空值的措施。

另外，要对低压转子进行动平衡的调整，降低振动，预防动静摩擦的发生。

二、突发性振动和对策
1.低压转子
运行中的机组若出现低压转子的轴振动与轴承座的振动幅度瞬间增大，并且
振动幅度很大，这种突发性的振动是由于低压转子的部件出现了质量问题，导致了转子运转失衡，发生突发性振动，主要的表现是基频分量的数据显示其相位始终不变。

此时应当停机对低压转子进行检查，打开低压缸可以发现叶片围带已经有了明显的裂痕，并且断裂部分快要脱离原始部件或者断裂部分已经飞脱。

根據以往维修该部件的资料统计表明当前国产的600 MW机组中曾有6台产生了类似问题，这种部件问题造成了该转子与轴承座的突发性异常振动。

根据现场分析看，部件裂开现象属于制造商的设计或者部件的质量问题，此时应与生产厂家联系，要求厂家对该部件进行改进设计和制造。

2.高中压转子
600MW机组中有一种轴承构造的机组是由9个轴承构成，该构造的机组在高中压转子的前后各是第一号轴承和第二号轴承。

高中压转子的突发性振动是由于蒸汽不平衡引起的非正常低频振动，体现在第一号和第二号轴承的突发性异常振动，当这种振动严重时会引起跳闸。

我国国产的部分600MW汽轮机组就是由于蒸汽不平衡导致了轴承的异常振动，有的已经引发跳闸事故。

我国生产制造的600MW大容量机组最为突出的功能方面就是其高效的工作效率。

它比200MW或者300MW的发电机组在发电效率方面要高出很多，即省煤又低碳排放，在设计方面较为明显的就是蒸汽参数的差别。

然而由于蒸汽不平衡引发的振动问题比小容量机组要高出许多。

600 MW机组设计有高热力的蒸汽参数，为了汽轮机能提高工作效率从而设计了较小的蒸汽封间隙，这种间隙会导致高中压转子产生蒸汽激振，再加上很多机组在运行过程中不能满足规定负荷，所以容易引起突发性的轴振。

这里的蒸汽激振除了上述原因，其它的原因要归因于机组的安装、维修和合力问题。

当机组在安装过程中不科学、不严格，或者出现不当的检修，再或者是由于热膨胀导致了轴承标高问题，引发了激振，另外就是由于蒸汽进入高中压缸时，会产生不均衡压力使得一侧将转子向上抬升，轴承受压不平衡导致较低的稳定性能，从而导致了蒸汽激振。

应对措施：当机组的高中压转子的蒸汽激振发生时，应进行停机并对机组更换轴承或者增加其中一侧的轴承标高，对其尺寸进行调整，调节蒸汽封间隙，调整汽缸阀的启动顺序，有时只需一种措施就可以解决蒸汽激振问题，有时需要多种措施共同作用才能产生效果。

若这些措施都不奏效，那么就要降低蒸汽的热力参数来达到相应的效果。

产生蒸汽激振的因素也可能同制造商对轴承结构的设计缺陷有关系。

若要彻底解决蒸汽激振现象，还是要靠制造厂重新对轴承的稳定性作调整设计，具体的调整设计应从上面所反映的问题着手。

三、工作转速和临界转速下高中压转子异常振动与应对措施
对于高压和中压共用一个转子的机组中，其转子前后的第一、第二号轴承的
轴振会比较大，很多情况下其中某个轴振要大于另一个轴振，振幅会超过正常的76μm，从轴承的相位观看还是较为稳定的。

造成这一震动问题是因为制造厂在生产高中压转子时没有对其动平衡进行精确调整，在转子内部还留有应力，导致转子运行时产生不平衡现象。

遇到这样的问题时一般要联系制造商并将部件返回去检修，调整转子的动平衡。

有极少数的机组在运行初期表现出较好的高中压转子运转水平，没有出现异常振动，一旦运行时间加长，转子的异常振动就出现了持续攀升现象，其振幅超过规定的最大值。

对高中压转子的振动进行分析，排除因动静摩擦引起的振动后，检查出转子是由于自身的内应力所致运行中的弯曲，所以转子的振幅会不停地向上升高，应及时将转子返制造厂进行相应的检查处理。

有的机组的高中压转子遇到临界值时会增大轴振幅值，根据相关的停机观察后发现是由于不适当的操作引发了转子的动静摩擦，造成了转子某种程度上的永久变形，从而不利于高中压转子正常向心的运转，引发不平衡振动。

但这里要注意區别的是当机组经过上一次的停机过程中若存在可恢复性的热弯曲，然而停机的时间不足以让高中压转子恢复原状，那么也会引起过临界值时的大幅度异常振动。

对于不可恢复的热弯曲程度小的高中压转子可以对其进行校正处理，以恢复转子运转的平衡性，消除变形。

在后来生产的国产机组中设置了新的加重平衡法对高中压转子进行平衡校正，加重孔被设置在高中压缸的前、中、末端，若看见转子发生了弯曲，就可在不同部位适当加重使得转子的动平衡得以恢复。

这里有必要进行提醒的是对高中压转子的热弯曲进行加重是比较麻烦的，加重观察动平衡是需要时间的，在加重前还要对转子的运转过临界转速值进行振动分析，从而才能准确进行加重。

四、集电小轴稳定轴承振动特征和应对措施
在600MW机组中有一种轴系结构为9个轴承，在第八和第九号轴承中间组装的是集电小轴，这类机组结构中有一个明显的振动问题就是第九号轴承的振动会偏大些，这显示在机组装置的传感器上，部分机组没有装传感器就不能直接显示第九号轴承的振动偏大问题。

对于这类轴系构造的机组出现九号轴承的过大轴振现象数量较多，还出现过振幅超过254μm的跳机值，这类振动主要显示在基频分量上。

引起这种轴振问题的因素主要归于厂商的设计制造方面存在问题。

从设计结构上看，发电机转子--集电小轴属于三支承结构，另外，集电小轴的质量很轻，形状细长，所以在机组的运行过程中自然会产生影响主轴的不平衡因素。

一旦集电小轴有设计方面的动平衡因素，或者联轴器的螺栓不牢固时，九号轴承处就会出现过大的晃动，损坏九号轴承。

对于这类轴振，有效办法就是对九号轴承添加重平衡，以保证轴振在正常范围内。

这里需要提醒的是加重可能需要进行多次操作才能达到效果，这是因为轴振会受到机组的负荷变量的影响。

参考文献
[1]王笑笑.汽轮机异常振动的分析和排除[J]. 科技致富向导. 2009（10）
[2]冯宏.也论汽轮机异常振动的分析与排除[J]. 今日科苑. 2008（18）
[3]吴秀峰，周剑峰.论汽轮机异常振动的分析与排除[J]. 黑龙江科技信息. 2009（32）。