〔摘要〕自投產以來,云浮發電廠B廠兩臺135MW汽輪機在熱態啟動過程中都會出現振動大的現象,嚴重影響了機組的安全運行,延長了機組的啟動時間.在對運行操作和疏水系統進行了全面分析的基礎上,找出了熱態啟動中振動大的原因，并進行了系統改造，取得了明顯效果，確保機組安全運行。
　　〔關鍵詞〕汽輪機；熱態啟動；振動大；分析及對策
　　1問題的提出
　　云浮發電廠#3、4號汽輪機是上海汽輪機有限公司生產的，采用了引進技術的135MW汽輪發電機組，為超高壓、中間再熱、雙缸雙排汽、沖動單軸布置的汽輪機，其特點是高中壓缸合并且通流部分反向布置，低壓缸為徑向擴壓雙排汽結構，高壓缸為雙層缸，內有1個單列調節級、8個壓力級，中壓缸有10個壓力級，低壓缸有12個壓力級，取消了汽加熱系統。在第7、9、15、17、19、22/28、24/30級后各有一個回熱抽汽口，抽出部分蒸汽分別供兩臺高壓加熱器，一臺除氧器和四臺低壓加熱器加熱給水和主凝給水。
　　自2001年9月#3機投產及2002年3月#4號機投產以來，熱態啟動過程中多次出現機組振動突然增大，有時甚至超過極限值，而被迫打閘停機事故，延長了機組啟動時間，并危及機組安全。
　　2熱態啟動時振動大的現象
　　（1）2001年10月11日，#3機正在啟動過程中，負荷20MW，#5瓦振動突增至7絲，#2瓦振動X向突增30.2絲，Y向30.8絲，#3機打閘。
　　（2）2001年11月29日，#3機沖轉至2800rpm時，#1瓦振動突增動至3.6絲，#5瓦振動X方向升至20.2絲，汽機打閘。
　　（3）2002年4月23日，#4機沖轉至1780r/min左右時，#1瓦振動突增超標3.9絲，機主控果斷打閘停機。
　　（4）2002年5月3日，#3機沖轉，當轉速升至1821r/min時，#1瓦振動達4.8絲，汽機打閘
　　（5）2002年9月16日，#4機沖轉，當沖轉至1720轉/分時，#1瓦振動達3.6絲，汽機打閘。
　　（6）2003年2月17日，#4機到達沖轉參數，沖動轉子，#4機轉速1500rpm，#1瓦振動CRT顯示為4.7絲，就地為3.6絲，汽機打閘。
　　3原因分析
　　3．1機組振動大的危害
　　直接造成機組事故：如機組振動過大發生在機頭部位，有可能引起危急保安器動作及主油泵損壞，而發生停機事故；損壞機組零件：如機組的軸瓦、軸承座的緊固螺釘及與機組相連的管道損壞；動靜部分摩擦：汽輪機過大的振動造成軸封及隔板汽封磨損，嚴重時磨損造成轉子彎曲，振動過大發生在發電機部位，則使滑環及電刷受到磨損，造成發電機、勵磁機事故；損壞機組轉子零部件：機組轉子零部件松動或造成基礎松動及周圍建筑物的損壞。國內外汽輪機制造廠生產的汽輪機均曾發生過因汽輪機組振動大，處理不當時而導致的嚴重設備損壞事故，其教訓是慘痛的，另外，使機組的啟動時間延長，使電廠的經濟效益大大降低，使機組不能準時并網發電，影響了電網的安全，特別是廣東現在用電緊張，需要錯峰用電，使調度工作增加困難。
　　3．2系統檢查和初步分析
　　引起機組不正常振動或振動過大的原因很多，例如汽輪機的動靜部分發生碰磨或汽輪機的大軸發生彎曲、轉子質量不平衡或葉片脫落、軸承工作不正常或軸承座松動、運行中汽輪機汽缸進水或冷汽造成汽缸嚴重變形、中心不正或聯軸器松動、滑銷系統卡澀造成膨脹不均、運行維護不當（如潤滑油壓過低或軸承進油溫度過高或過低，造成油膜振蕩，主、再汽溫度過低或主、再蒸汽管道進水，凝汽器真空過低，排汽缸嚴重超溫、除氧器滿水引起軸封供汽帶水，以及發電機匝間短路等）。
　　根據上述現象做出以下的原因分析
　　（1）熱啟動的參數選擇來看，我們都是嚴格按照《汽輪機運行技術標準》，作好機組啟動前的準備工作。根據機組所處狀態嚴格擇取參數。即在選取參數上要求主、再熱蒸汽甲、乙兩側溫差（#3、4機：≤17℃），高、中壓外缸上、下缸溫差≤50℃，內缸上、下溫差≤35℃。凝汽器真空60Kpa以上、主蒸汽溫度高于高壓內上缸內壁溫度50℃以上，再熱汽溫度高于或等于中壓內上缸溫度但最高不超過額定值、蒸汽過熱度大于150℃、主蒸汽壓力控制在4MPa以下。冷油器出油溫度也符合規定值38～40℃且滿足冷態啟動的其它條件。排除了運行維護參數選擇不當的原由。從運行人員操作分析，沒有發現什么可疑之處。每次開機有關管里人員都到現場監督。我們運行人員也能嚴格按《運行規程》要求操作，沒有發現什么差錯。
　　（2）經過廠有部門及火電安裝公司的幾經討論后，我們也排除了轉子或汽缸、軸承安裝上的問題，即機組本體安裝良好。運行當中也沒有出現葉輪、圍帶、靠背輪以及發電機勵磁機的轉動部套發生松動的現象。且轉子的不平衡量適當、聯軸器的加工與軸的裝配同軸度都在范圍內。對主蒸汽系統、高壓缸本體疏水、和高壓缸相連的其它管道的疏水進行多次割管檢查，也沒有發現什么問題，所有疏水都是通暢的，閥門開關正常，嚴密性也好。
　　（3）在排除了上述可能性后，我們初步認為造成機組熱態啟動過程中振動大的原因極可能是熱力系統的連接有問題。我們找來歷次啟動數據，對缸溫變化數據及其趨勢進行詳細分析，發現每次溫、熱態開機送軸封抽真空后，高、中壓下缸溫度均有快速降低的現象，特別是在機組跳機后，該溫度急劇下降，高、中內缸上、下缸溫差高達40～60℃，高、中外缸上、下缸溫差高達60～80℃有時甚至更高。我們對與機組高中壓缸相連的所有管道、系統的連接方式進行認真檢查、分析，最后認為汽輪機本體疏水存在嚴重設計安裝問題。
　　1）一抽逆止門前疏水與高壓下缸進汽短管疏水匯集后經一總管接入疏水集塊三，再接入高壓膨脹箱，如圖1。汽輪機在沖轉初期，由于主蒸汽溫度高于高壓內上缸內壁溫度50℃以上，高壓調門開啟后，汽缸及進汽短管會形成較多的疏水，此時高壓下缸短管疏水壓力較高，會經一抽逆止門前疏水管道返入一抽，同時造成一抽疏水不暢，冷水冷汽從一抽返入高壓內下缸，造成高壓內下缸溫度急劇下降，從而造成上下缸溫差增大，機組振動也增大。
　　                                                 
　　2）另外，高中壓門桿漏汽及高壓缸四室軸封(第一擋)漏汽管道接至三抽逆止門前，門桿漏汽、軸封漏汽與三抽導通，中壓缸存在進冷汽冷水隱患。機組啟動時，投軸封汽拉真空后，低溫的門桿漏汽及低溫軸封第一擋漏汽的會經三抽進入中壓缸，從而冷卻中壓下缸，增大了沖轉前中壓缸上下缸溫差，引起機組振動，延長了機組啟時間，對設備造成不安全影響，如圖2。
　　                                                                                  
　                                                                                  　圖2
　　4 設備改造
　　針對上述問題，根據上述分析，我們廠利用停機調峰或大、小修對高中壓缸本體疏水從以下幾個方面進行了改造。
　　（1）將高壓下缸短管疏水加裝疏水一、二次門，接入疏水集塊三，如圖3。從而更有利于疏水的暢通，防止汽缸進冷汽冷水造成缸溫異常。
　　                                             
　　                                                                               圖3
　　（2）在高壓門桿漏汽至三抽逆止門前加裝一隔離門，且在此隔離門前加裝一疏水門至低壓膨脹箱；在高壓四室軸封漏汽至三抽逆止門前加裝一隔離門，且在此隔離門前加裝疏水一、二次門至凝汽器，如圖4。使得機組送軸封汽前，關閉高壓門桿漏汽及高壓四室軸封漏汽至三抽隔離門，打開疏水門，將漏汽排至低壓膨脹箱或直接排至凝汽器熱井。待機組沖轉穩定后，再將漏汽切換至三抽，這樣大大減少了沖轉時缸溫拉大的現象，有效地抑制了機組熱態啟動時的振動值。
　　                                      
　                                                                                            圖4 
　　此外，在開啟電動主汽門前后疏水之前，必須先打開高、中壓導汽管疏水及本體疏水，15分鐘后關閉；沖轉前20分鐘，先將電動主汽門前后疏水關閉后，開啟高中壓導汽管疏水及本體疏水，15分鐘后再開啟電動主汽門前后疏水，嚴密監視調整段溫度的變化情況，如無異常后才能沖轉。
　　５結束語
　　經過采取以上措施，在以后的幾次熱態沖轉時均有良好的效果，#3、#4機#1瓦的振動大大減少，如圖5。

                                            
　　如上圖可知，取得了良好的效果，除#1號瓦振動減少外，其它瓦的振動也隨之降低，特別是過小一階、一階時振動也明顯下降了。實踐證明，改造是成功的，沒有產生其他的負面影響，減少了事故隱患，延長了機組的壽命，減少了機組啟停的次數，提高了機組的安全可靠性，節約成本，提高了機組的經濟效益。
　　
　　參考文獻:
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