摘要：通过组织专业技术人员对汽轮机轴瓦振动的周期、振动值、振动探头是否损坏、振动探头安装位置进行分析，机组振动突发是真实可信的，振动性质为非定常强迫振动中的动、静碰摩。通过检修人员认真检查，发现发现探头所测轴的位置上有4处麻点，形成高低点，导致探头与轴之间的距离发生变化而引起盘车时振动周期性跳变。技术人员通过对大轴轴颈处麻点进行打磨，对汽轮机振动保护逻辑进行修改，机组重新启动后全过程振动正常，稳定运行。
关键词：汽轮机；振动；麻点；逻辑
1.设备概况
汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂设计制造生产的亚临界、单轴、两缸两排气，一次中间再热、直接空冷、采暖抽汽供热式汽轮机，机组型号为CZK287/N330-16.7/538/538。高中压转子是30Cr1Mo1V耐热合金钢整锻结构，高中压汽缸通过水平中分面形成上下两半，内缸支撑在外缸水平中分面处，并由上部和下部的定位销导向。高压隔板套和高中压进汽平衡环支撑在内缸的水平中分面上，并由内缸上下半的定位销导向。高中压转子及低压转子共有四个支持轴承，均为可倾瓦轴承，分别布置在汽轮机前轴承箱、中轴承箱和后轴承箱上。机组于2014年1月25日投产发电。投产以来机组运行基本稳定。
2．事故发生前状态
00时15分，机组负荷200MW，转速3000r/min，主汽压力11.5MPa，主汽温度533°C，主汽流量510t/h，再热汽温度534°C，再热压力1.8MPa，给水流量482t/h，各种自动、保护投入正常，AGC投入，汽轮机#1大轴相对振动（x向）66μm，（y向）58μm。
3.事件发生时状态
00时17分26秒，机组跳闸，原因：汽轮机大轴振动大。
机组负荷200.5MW，转速3000r/min，主汽压力11.64MPa，主汽温度539.630°C，主汽流量603.375t/h，再热汽温度534.505°C，再热汽压力1.88MPa，给水流量548t/h，汽轮机#1大轴相对振动（x向）301μm、（y向）270.688μm。
4．事件过程
0时16分，运行人员监盘发现汽轮机大轴相对振动（x向）报警（报警值125μm），立即汇报值长，
值长命令先解AGC降负荷，刚退出AGC，准备输入降负荷指令时，汽轮机大轴相对振动（x向）超过保护定值250μm，机组跳闸<汽轮机#1大轴相对振动（x向）最大值达301μm>，首出原因：汽轮机x向振动大。
机组跳闸后，值长安排机组人员到就地检查，检查汽轮机无异音，机组运行其他人员迅速倒辅汽汽源，检查轴封供汽正常，机侧油泵联启正常，维持排汽装置、除氧器水位正常，停空冷风机、真空泵，执行汽缸返冷汽措施，炉侧手动拉掉#1、#3返料风机，密闭烟气挡板，维持汽包水位正常，保证机组安全。
5．设备损坏情况
目前暂未发现设备损坏。
6．排查过程及原因分析
事件发生后，公司高度重视，立即联系振动专家来厂进行分析。
9月2日汽轮机停机投盘车后，发现汽轮机大轴相对振动x向数值在6μm -54μm之间有规律的波动，波动周期20s。
9月14日停盘车后，检修单位吊开前轴承箱体进行检查，发现#1轴振探头上有异物（经分析确定为油质碳化物），并对测量卡件及同一卡件上不同通道、1瓦瓦块（上下瓦）、瓦背销孔、弹簧、进油滤网、回油滤网、浮动油环间隙（前0.75mm、后0.60mm）、1瓦上瓦紧力（0.11mm）、上瓦顶部间隙（左0.62mm、右0.72mm）、2瓦上瓦紧力（0.025mm）、上瓦顶部间隙（左0.65mm、右0.80mm）、、转子晃动（最大0.01mm）、推力间隙（0.42mm，自由状态0.38mm）等数据复查，其他均未发现异常。
9月16日，将测点探头送山西省电科院进行检测，经电科院检测结果：振动探头检测（线性、精确度、灵敏度）合格。
联系周边其他电厂专家来我厂共同进行分析，9月17日，召开专题会议，专家初步认为：本次机组启动后的两次振动突发是真实可信的，振动性质为非定常强迫振动中的动、静碰摩。此类振动具有随机性、不稳定性等特点。
建议：
（1）检修部门对 #1机2瓦及附近油档进行检查、测量。
（2）检修部门检查完严格按照检修工艺进行#1机#1、#2轴瓦的清理、修复、回装。
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（3）加强油系统滤油工作，保证油质合格。
（4）检查汽缸底部疏水门有无异常，避免因疏水不畅引起上下缸温差大。
（5）检修结束后，尽快安排机组再次启动，观察可否正常冲转至3000rpm，如果可以，应联系申请带负荷、升负荷，继续观察振动情况；如果启动后振动不正常，则应根据振动特征继续分析，进一步再确定是否
需要揭缸检查、处理。
9月23日，检修单位对前轴承箱体回装，投盘车后发现：汽轮机#1大轴相对振动x向数值有规律的波动现象依然存在，振动最大值为60μm。停盘车后，检修单位连夜吊开前轴承箱体再次进行详细检查，发现探头所测轴的位置上有4处麻点，形成高低点，导致探头与轴之间的距离发生变化而引起盘车时振动周期性跳变。
9月24日，总公司、山西省电科院、哈尔滨汽轮机厂、其他电厂及本公司领导、专业技术人员共同讨论认为存在以下问题：
（1）测点探头位置不合理。
（2）探头所测轴的位置有4处麻点。
（3）可倾瓦自调节能力差，油膜建立差。
（4）有动静碰摩。
（5）汽轮机振动保护逻辑设置一个点达到保护动作值，汽机就跳闸，造成误动的机率增大。
建议：
（1）改变测点探头测量位置。
（2）对大轴轴颈处麻点进行打磨。
（3）再次对测量卡件及同一卡件上不同通道、1瓦瓦块（上下瓦）、瓦背销孔、弹簧、进油滤网、回油滤网、浮动油环间隙、1瓦上瓦紧力、上瓦顶部间隙、上瓦顶部间隙、转子晃动、推力间隙等数据复查。
（4）对汽轮机振动保护逻辑进行修改。
（5）尽快启动机组，所有专家及技术人员到现场认真观察分析，同时山西省电科院技术专家用携带的TDM仪对机组冲转、过临界、定速、带负荷、升负荷全过程中#1、#2、#3瓦振动频谱、相位进行监测。
检修公司及相关部门根据专家组第（2）、（3）、（4）、（5）建议，立即进行了针对性的整改，与哈尔滨汽机厂专家商议待机组下次检修时，更改测点探头测量位置。
9月25日，机组正常启动，启动过程中，山西省电科院技术专家用TDM仪对#1、#2、#3瓦振动数据频谱、相位进行监测，各项数据均在合理范围内，机组启动全过程振动正常。
总公司、山西省电科院、哈尔滨汽轮机厂、其他电厂及本公司领导、专业技术人员一致认为：在高速旋转和高温碰磨下，梳齿金属碎屑粘贴在轴上麻点处，形成高点，当汽轮机高速旋转时，振动探头振动数值超过保护动作值（实际上轴瓦运行正常），这是造成此次非停的原因。
7.处理及改进措施
7.1更改汽轮机振动保护逻辑
经过相关单位技术人员共同分析，并结合其他电厂汽轮机振动保护逻辑的三种方案优点，充分考虑本厂空冷发电机的情况下，特制定以下我厂汽轮机振动保护方案：
（1）1X、2X、3X、4X其中任意一个的动作值（250um）与其它三个任意一个报警值（125um）同时发生时汽轮机跳闸；
（2）1Y、2Y、3Y、4Y其中任意一个的动作值（250um）与其它三个任意一个报警值（125um）同时发生时汽轮机跳闸；
（3）由于我厂发电机为空冷发电机，发电机转子较重（77吨），结合以往的运行经验，5瓦、6瓦振动的关联性不大，故制定本厂5瓦、6瓦的振动保护方案为：5瓦或6瓦X向动作值（250um）与Y向报警值（125um）同时发生时汽轮机跳闸；5瓦或6瓦Y向动作值（250um）与X向报警值（125um）同时发生时汽轮机跳闸。
7.2 探头位置改进
#1轴瓦振动探头位置设计安装在油档处，此处运行时工况比较复杂，存在隐患，经本公司技术人员与哈尔滨厂家技术人员共同商讨，计划在机组停机检修时，对探头位置重新进行布置改造。
8 结语
汽轮机振动问题一直困扰发电企业，影响发电机组安全稳定运行，此次轴瓦振动大引发的掉机事故，为其他电厂提供了经验，能帮助技术人员及时查找到原因，并且能够帮同类型机组解决隐患，保证机组长周期安全稳定运行，值得专业技术人员研究、借鉴。
论文作者:王艳斌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
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