汽轮发电机组开机调试过程中出现的不规则振动分析analysis of ...
王敬
[摘 要]通过对金川公司自备电厂1#机组热态冲转轴封温度对冲转的影响分析提出解决热态工况下冲转轴封温度控制的措施。
[关键词]汽轮机 转子 热态 热变形 热应力 轴封 温度 措施
中图分类号：S133 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0029-01
一、引言
金川集团有限公司2×N150MW热电联产项目1号机组于2007年9月份完成分部试运行，2号机组同年11月完成分部试运行，机组具备整套启动试运的条件。1、2号机组分别于2008年2月和1月分别进入整套启动试运阶段，并网试生产。该项目是金川公司生产规模扩大后，为满足生产用热的需求而建设的；是金川公司节能减排、实现“十一五”节能减排目标的需要；也是金川公司降低产品成本、增强国际竞争力的需要。
二、机组主要参数
1、锅炉制造参数
锅炉选用东方锅炉厂生产的DG480/13.7—Ⅱ10型超高压自然循环锅炉，锅炉为超高压自燃循环汽包炉、一次中间再热、∏型布置、单炉膛、燃烧器四角布置，切圆燃烧、平衡通风、固态排渣，采用回转式空气预热器，露天布置、炉顶大包、紧身封闭、全钢结构。
2、汽轮机主要技术规范
型式：超高压、中间再热、双缸双排汽、一次调整抽汽、冲动凝汽式汽轮机
型号：C135/N150-13.24/535/535/0.981
额定功率（抽汽/纯凝）：C135/N150MW
最大功率：157MW
额定转速：3000r/min
旋转方向：从机头向发电机端看为顺时针
主蒸汽閥前蒸汽额定压力：13.24MPa（a）
主蒸汽阀前蒸汽额定温度：535℃
主蒸汽额定流量（抽汽/纯凝）：478.93/455.97t/h
最大进汽量：480t/h
再热蒸汽进汽阀前压力（抽汽/纯凝）：3.907/3.748MPa（a）
再热蒸汽进汽阀前温度：535℃
再热蒸汽流量（抽汽/纯凝）：421.20/402.02t/h
额定抽汽压力：0.981MPa（a）（0.785-1.275MPa（a）连续可调）
额定抽汽流量：额定100t/h，最大180t/h
额定抽汽温度：340.9℃
排汽压力（抽汽/纯凝）：4.0/4.9kPa
额定给水温度（抽汽/纯凝）：247.1/244.7℃
冷却水温度（额定/最高）：20℃/33℃
加热器数量：2GJ+1CY+4DJ
级数：6+10+2×6=28级
汽耗：（抽汽/凝汽）：3.548/3.040kg/kW.h
热耗：（抽汽/凝汽）：7252/8202.5kJ/kW.h
3、发电机主要技术参数
东方电机厂生产的QF—150—2—15.75型空冷式发电机。
三、1#机组热态冲转过程中出现的问题
2017年8月，1#机组大修完成后整机启动进行调试。按照规程要求，高压轴封温度控制在160℃左右，低压轴封温度控制在150℃左右，汽机连续盘车14小时，锅炉蒸汽参数1.97Mpa，主蒸汽温度控制在400℃左右，符合过热度要求，经过对现场汽轮机胀差、位移、盘车状态下振动、高低压缸温度测量和对调速系统进行全面检查后，进行冲转。冲转严格按照规程要求，在500rpm进行摩擦检查，当时经过全面检查后，各个参数符合要求，于是设定目标值2200rpm，升速率控制在100rpm/min，再次升速，但当转速达到1480rpm左右，达到一阶临界转速范围时，因2#瓦X向轴振振动达到240um，人工手动打闸，汽轮机停机，随后，通过对现场再次进行全面检查后又冲转两次，均因X向轴振振动大而没有冲转成功。
四、分析并提出解决措施
经过对哈尔滨汽轮机厂生产的同类型机组的冲转工况各个参数的分析，认为热态冲转工况下，高中压轴封温度低是造成机组振动大的主要原因，机组热态开机时，高中压轴封段转子温度处于较高状态，如果轴封供汽温度比转子温度低很多，较低温度的蒸汽对高中压轴封段转子起冷却作用，使轴封段转子产生较大的热应力和热变形，对于整个高中压转子来说，中间段温度较高，到了轴封段温度突降，温度场不均匀，必然造成热变形，机组冲动后在离心力的作用下，就容易引起振动，因此，在热态开机过程中，一定要注意高压轴封供汽温度尽量于转子金属温度相匹配。一般来说，热态时轴封供汽温度不应低于转子温度50℃。随后，将高压轴封温度控制在300℃，低压轴封温度控制在180℃左右，再次加热并连续盘车1小时，锅炉主蒸汽参数保持稳定，经过再次冲转成功，实现3000rpm并网成功。
2017年8月18日，因1#机组危急遮断器杠杆间隙增大，致使保安油压瞬间降低，造成1#机组解列，当时缸温达到350℃，锅炉主蒸汽参数控制在2.0 Mpa，400℃，并充分吸取上次冲转教训，将高压轴封温度提高到350℃，低压轴封温度控制在200℃，并且为了防止冲转对缸体冷却加剧，采用1000rpm不暖机，直接升速至3000rpm，经过运行人员实际操作，最终实现一次冲转成功并网。
经过以上分析，最后确定了汽轮机冲转工况不同，采用不同轴封温度控制的冲转技术条件，在冷态启动过程中，可以按照规程要求轴封温度进行加热并连续盘车即可冲转；在热态工况下，必须高压轴封温度控制在300℃，低压轴封温度控制在180℃左右，并连续盘车2小时，方可冲转；在极热态工况下，要高压轴封温度控制在380℃，低压轴封温度控制在250℃左右，可以满足冲转条件的技术结论。
五、结论
发电厂三大主机的运行工况对于电厂运行的平稳、经济分析有着不可或缺的意义，我们只有通过不断的摸索和总结才能有效减少机组启动过程的障碍，通过对这些问题的研究探索以期为同行业电厂机组运行提供一些参考。
参考文献
[1] 熊淑燕，王兴叶，田建艳，张伟.火力发电厂集散控制系统[M].北京：科学出版社。2000.
[2] 张鑫.计算机分散控制系统[M].北京：水利电力出版社。1993.
[3] 张建军，习志勇.DCS的发展和在电厂中应用的趋势[J].热力发电，1997（1）：35—36.
[4] 王秋颖，万军.IT技术推动发电厂DCS的发展[J]. 电力系统自动化，2000（7）；21—22.
[5] 高伟，黄树红.徐煜兵，张群.论火电厂综合自动化[J].华中电力，1999（3）：33—36.
[6] 庞彦斌，李令琦，程炜，赵恩平. 现场总线与DCS的网络集成口[J].测控技术，1999（18）：51—53.
