基于300MW亚临界机组汽轮机轴系振动分析探究

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　　摘    要：从当前发展实际情况来看，汽轮机异常振动是汽轮机运行过程中不可避免的故障。为此，文章在阐述300MW亚临界机组汽轮机轴运行情况，在分析300MW亚临界机组汽轮机轴系振动存在问题的基础上，结合实际为如何优化300MW亚临界机组汽轮机轴系统运行进行策略分析，旨在能够更好的满足电厂发展需要。
　　关键词：300MW亚临界机组汽轮机;机轴振动;应用
　　1  前言
　　300MW亚临界机组是亚临界中间的一次再热自然循环汽包炉，主要通风方式是平衡通风，主要汽温度调节方式是二级喷水减温，燃烧方式是正压直吹四角切圆多形式。300MW亚临界机组汽轮机轴系在运行的过程中或多或少的都会出现振动的现象，这种振动现象有时候会消失，有时候则是会持续很长一段时间，在振动剧烈的情况下会加剧汽轮发电机组的恶化，引发系统故障。
　　2  300MW亚临界机组汽轮机运行情况概述
　　某汽轮机厂公司生产的亚临界参数和N300型号的纯凝汽轮机在1993年的时候被正式投入运行，具体如图一所示。在社会经济和科技的发展支持下，这类汽轮机的数量不断提升。300MW亚临界机组汽轮机的高压、中压部分应用了合缸结构，其中，高压部分使用的是双层缸，低压部分使用的是对称双层缸，在正式投入运行之后发现，300MW亚临界机组汽轮机在实际运行的过程中出现了以下几个方面的问题：第一，在运行过程中负荷或者蒸汽参数信息發生变化的时候，低压转子两端轴承的变化出现了一定的波动，且这种波动呈现出一定的周期性变动。第二，凝汽器在真空状态的时候三号和四号轴承会出现比较明显的削弱波动现象，轴承的系统幅度会相应的减少。第三，二号轴承的瓦温度会逐渐升高，在轴承低频分量比较大的情况下，振动波动大。
　　3  300MW亚临界机组汽轮机轴系振动原因分析
　　3.1  励磁机轴振动
　　300MW亚临界机组汽轮机在被修理之后的上升和下降过程中，相关人员对轴承的振动情况进行了长时间的跟踪定位分析，根据定位分析的结果发现，轴振动在冷态状态下开机之后能够在一定时间内稳定运行，但是在参数和运行时间的变化下不可避免的会出现振动现象，特别是在轴承振动相位增加10度左右的时候，一号轴振动的幅度将会大幅度的发生变化，这种幅度变化范围在143度和206度之间。
　　3.2  转子振动
　　300MW亚临界机组汽轮机低压转子的不稳定振动和振动浮动数值的变化情况体现在四号轴承上，且瓦振变化程度要比轴振变化程度大。
　　4  300MW亚临界机组汽轮机轴振动优化
　　4.1  高中压振动优化
　　受设计年代早、技术落后等问题的影响机组的通流效率往往达不到设计的标准，从发展实际情况来看，影响高中压缸效率降低的原因是有很多的，比如机组内部泄露、系统内部漏气等。为此，在改造通流的时候要对机组的结构和系统本身做出适当的调整，从而避免出现漏气的现象。针对这个问题需要采取以下几个方式予以解决：首先，及时更新调节级的喷嘴。调节级效率较低是300MW亚临界机组汽轮机高压缸应用效率低的一个重要原因，对于这个问题需要及时调节300MW亚临界机组汽轮机的面积，确保机组的使用安全。其次，更换压力级的叶片。根据新机组设计运行实际情况，高中压通流级的设计需要应用效率较高的反动式叶片，在合理协调动静关系的情况下将系统的损失降低到最低。
　　4.2  低压振动优化
　　最末端的叶片效率如果较低将会影响整个低压缸的使用效率。在全面分析之后发现低压振动的原因包含汽缸分面法兰在热态情况下会发生因为变形导致的漏汽;螺栓材料的松弛性较差，在长时间运行的情况下会影响整个系统的运行效率;隔板套中的一些螺栓数量缺乏，最终导致系统的密封力度不够。对于低压缸问题可以采取以下措施进行改造：①将汽缸内部设置法兰螺栓套，进而提升整个系统的剩余压力，提高抗松弛性能。②减少螺栓预紧力。③减少螺栓的长度、密封面。
　　4.3  加强对汽轮机的运行管理
　　300MW亚临界机组汽轮机在运行的时候会应用定滑定的运行方式，在高负荷的情况下为了能够提升保持机组的效率，需要改变通流面积。但是如果300MW亚临界机组汽轮机在较低负荷下进行运行，为了能够确保给水泵轴临界数值的稳定，需要应用较低水平的定压来调节这些数值。在300MW亚临界机组汽轮机中间负荷区域还需要根据系统的实际情况来适当的增加或者减少负荷，从而使得汽门的开关始终处于一种运行滑行的状态，减少300MW亚临界机组汽轮机的加热器端差，结合实际情况来 调节加热器的水位。
　　4.4  维持300MW亚临界机组汽轮机凝汽器的最佳真空
　　将300MW亚临界机组汽轮机的亚临界机组汽轮机凝汽器维持在最理想的状态下，这样做的目的是在300MW亚临界机组汽轮机运行的过程中减少燃料的总体消耗，有效提升整个电厂的总体 工作效率，确保整个汽轮机组的经济效益和社会效益。维持300MW亚临界机组汽轮机凝汽器的最佳真空具体措施如下：首先，将凝结水位控制在合理的位置上。其次，在确保汽轮机组密封性能良好的情况下需要定期或者不定期党建检查机组的密封性能，在发现系统漏洞的时候及时采取措施处理。
　　5  300MW亚临界机组汽轮机的改进结果分析
　　300MW亚临界机组汽轮机改进之后的效果和300MW亚临界机组汽轮机改进之前的状态存在关联，最新一代300MW亚临界机组汽轮机实际测量高压缸的效率数值如表1所示。根据表一的数据信息可以发现，六种类型的300MW亚临界机组汽轮机应用效率的平均数值在85.67%左右，比以往的300MW亚临界机组汽轮机实际测量数值高。在分析各个汽缸改造前后的应用成效发现，300MW亚临界机组汽轮机在经过改造之后的总体性能得到有效提升，机组使用时的经济性能也在一定程度上得到提升。
　　6  结束语
　　综上所述，通过对国产亚临界300MW机组汽轮发电机轴系振动问题的分析，判断异常振动的主要原因，提出了解决振动问题的措施。消除了该机组的异常振动，为300MW等级亚临界汽轮机的稳定运行提供了重要支持。
　　参考文献：
　　[1] 谭锐，徐星，邵峰.300MW等级亚临界汽轮机通流改造综述[J]. 汽轮机技术，2017（4）：291～294.
　　[2] 李庆朋.亚临界300MW汽轮机供热增容高背压改造低压轴承改造方案[J].山东工业技术，2017（11）：26.
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