某电厂为一拖一双轴2×453MW 9F.05型燃气—蒸汽联合循环发电机组。燃机为GE的300MW 9FB型机组，汽轮机为哈汽生产的三压、再热、两缸、冲动、抽凝式150MW汽轮机。在投运的时候，其汽轮机出现了定速3000rpm后振动不断爬升的问题。本文对其现象进行描述，并分析其可能出现的原因，最后给出了其解决方法。具体如下：
1.机组概况
某电厂为一拖一双轴2×453MW 9F.05型燃气-蒸汽联合循环发电机组机。每套机组包括一台低NOx 燃气轮机（型号：PG9371FB）、一台燃机发电机（型号；QFN-353-2）、一台蒸汽轮机（型号：LN150/C120-11.00/3.30/0.43/1.40）、一台汽机发电机（型号：Q FKN-150-2）、一台三压、再热、无补燃、卧室、自然循环型余热锅炉及其相关的辅助设备。
2.过程描述
2018年8月某日，汽轮机进行首次冲转，冲转参数如下：高压主蒸汽压力：3.2MPa，温高压主蒸汽温度：370℃；再热器压力为0.78MPa，再热器温度368℃；真空为-89kPa；汽机盘车电流为20A，偏心为48.6μm；轴封均压箱压力55kPa，温度260℃；汽机润滑油温油压正常，汽机控制油温油压正常；各轴承振动均小于10μm。
当日07：12，汽轮机首次挂闸冲转，主汽门全开，改变TSI电超速定值至500rpm后汽机升速跳闸，汽机磨检正常，现场轴承转子无异音，再次启动定速至600rpm暖机10min。
07：40，汽轮机定速1800rpm中速暖机，机组过临界时各轴承振动均小于60μm，但在中速暖机过程中2X、3Y轴振开始由32μm、37μm缓慢上升。09：05，机组已经中速1800rpm暖机1小时25分钟，开始进行3000rpm冲转，升速至2311rpm时，2X、3Y的振动陡增至154μm、248μm。手动打闸停机。
09：53，汽机盘车投入正常，此时轴振和偏心均正常，盘车电流正常。
14：25，汽机盘车运行4.5小时，各轴承轴振均小于15μm，由于首次冲转汽机振动波德显示汽机1313rpm及1645rpm为较明显轴系共振点，并且定速1800rpm中速暖机时轴系存在不平衡点，经各方讨论决定将汽机中速暖机转速由1800rpm临时改为1500rpm，汽机准备再次冲转。
再次冲转参数如下，高压主蒸汽压力为3.26MPa，温度为369.6℃；再热器压力为0.71MPa，温度为367.2℃，真空为-85.kPa4，盘车电流为19.9A，偏心为48.9μm，轴封均压箱压力55KPa、温度为260℃。汽机润滑油油温油压正常，汽机控制油油温油压正常。
14：26汽机挂闸，渐渐升速至600rpm暖机。14：33汽机定速1500rpm，开始进行中速暖机。15：56中速暖机结束，各轴承轴振均小于51μm，开始冲转3000rpm，15：56，汽机飞锤注油试验失败，联锁跳闸，惰走至1810rpm再次挂闸，冲转3000rpm，冲转成功，定速3000rpm。
17：16至21：52过程中，#1-#6（X/Y）轴瓦振动由52μm/35μm、93μm/114μm、102μm/164μm、70μm/131μm、31μm/9μm、37μm/17μm开始逐渐下降至49μm/38μm、66μm/59μm、68μm/77μm、54μm/61μm、33μm/25μm、66μm/21μm，随即2Y/3X振动开始爬升；23：46，2Y/3X上升至238μm/246μm，集控室手动打闸停机。
23：49汽机惰走过程中，转速1658rpm时，轴承振动出现明显的阶跃式上升趋势，手动破坏真空停机。
00：03汽机转速惰走至196rpm，大轴偏心达到最大值188μm，00：15盘车正常投入，盘车电流正常为20.2A，就地轴承处用听针未发现明显金属碰磨声。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆1X/1Y最大振动由41μm/39μm开始逐渐下降.02：16偏心下降至51μm，各轴承轴振均小于15μm，大轴已恢复正常。
3.问题分析
3.1设备本身及安装的影响
设备在生产过程中，可能由于各种原因造成设备存在生产缺陷。经过分析，转子在安装前动平衡试验合格，安装单位提供的各个安装参数未发现异常。机组冲转及定速3000rpm初期，振动并未有明显异常，只是定速3000rpm后振动逐渐上升，所以基本排除汽机设备本身及安装的影响。
3.2润滑油温度的影响
润滑油温度与轴系如果不匹配，可能造成轴承处油膜震荡。定速3000rpm后，试着做润滑油温度扰动试验，调整润滑油温43-47℃之间波动，发现油温对振动无明显扰动现象。
3.3汽机轴系3000rpm不平衡的影响
通过振动检测仪连续监测，发现大轴在1330rpm、1650rpm存在明显的共振点，定速3000rpm后轴系状态振动良好，未发现有明显的不平衡量，通过波德图显示，大轴振动主要以工频为主，未发现其它谐波分量，结合就地顶轴油压力表数值均处于稳定状态，可判断各轴承油膜没有明显异常。
3.4缸体膨胀的影响
机组启动前均在缸体高中、低压缸各膨胀点均架设千分表以监测缸体现场实际膨胀，并且结合DEH膨胀数据可以看出汽机冲转定速过程中，高中、低压缸随着汽机缸温上升各点膨胀均匀、速率等同，均未发现监控点存在明显膨胀不均匀现象，现场检查汽缸滑销系统正常，各管道支吊架销子均已拔出，但现场各主要管道支吊架实际受力是否在设计范围内无法确定。
第二次定速3000rpm后，检查系统发现此时中压缸外缸上下缸温为363℃/371℃，中压缸疏水接至中压疏水集管，由于汽机冲转直至负荷升至15%前管道疏水均是全开，怀疑此时中压疏水集管疏水量较大形成局部正压，且汽机定速3000rpm时中压内部为负压，导致低温疏水蒸汽通过疏水管反串至缸体对2X振动造成影响。后通过对中压缸疏水手阀的开关扰动，发现其对2X振动无明显影响。
3.5高中压主蒸汽参数的影响
高中压主蒸汽是参照哈汽给的冲转参数，但由于在定速3000rpm后，高中压调阀开度只有个位数的开度，怀疑蒸汽由于节流过大，造成蒸汽品质下降，造成局部水冲击，使振动上升。后调整整高中压调阀的进汽比例后，发现其对振动影响不大。
3.5轴封参数的影响
由于厂家提供的轴封参数个别存在争议（厂家给的低压轴封压力为0.101MPa、160℃），实际低压轴封无法达到0.101MPa。所以调试单位在调整轴封的时候，关小了高中压轴封的进汽手阀，使高中低压轴封趋于稳定。怀疑由于关小轴封进汽手动阀，造成高中压轴封参数不匹配。
后全开高中压轴封进汽手动阀，发现振动明显好转，但出现了当高中压轴封不冒汽也不吸气时，低压轴封为负值，吸冷气的情况。为此，提高均压箱压力，提高整个轴封系统压力，使低压轴封保持正压。这样又发现由于提高了均压箱压力，当低压轴封为微正压时，高中压轴封齿处大量冒蒸汽。以此判断为设计高中压管道大小不匹配，使得高中低压轴封参数不匹配。
因此，在高压轴封和低压轴封回汽管处加装回汽手阀。通过关小回汽手阀使高、中压轴轴封参数相匹配，不冒汽也不吸气。再通过关小低压轴封回汽手阀，使低压轴封蒸汽保持微正压，从而使整个轴封趋于稳定。（调整后均压箱压力为47KPa，低压轴封处压力为1-2KPa、温度210℃）。
经过以上轴封改造后发现振动明显好转，不再出现定速3000rpm后不断爬升至跳机值的现象。
4.总结
此次调试阶段出现机组定速3000rpm后，2Y/3X振动开始爬升至接近跳机值，手动打闸停机的事件。通过排除各种因素的影响，最后发现其原因为轴封参数不匹配、设计管道大小不匹配、厂家提供的轴封参数存在争议的情况。使高、中、低压轴封参数不平衡，部分轴系冒蒸汽或者吸冷气等，最后造成振动爬升。最后经过加装回汽手阀，调整均压箱压力，低压轴封参数，使振动问题得以解决。
论文作者:彭国光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
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