一例300MW汽轮机组抽汽管道断裂诱发的振动

　　某电厂1号汽轮机组为亚临界300 MW优化机型,型号为N300-16.7/537/537-4,为一次中间再热两缸两排汽反动、凝汽式汽轮机。轴系支承方式为高中压转子由1号、2号轴承支承,低压转子由3号、4号轴承支承,发电机转子由5号、6号轴承支承,主、副励磁机转子分别由7号、8号和9号、10号轴承支承,高中转子与低压转子、低压转子与发电机转子联轴器都用刚性联接。

　　该机1998年投产,1999年及2004进行了两次大修及若干次小修,在整个运行期间机组的振动情况良好。

　　1　机组振动故障情况

　　2006年12月2日下午,1号机组突然发生两次振动迅速增大现象。第1次:14:02,负荷297 MW, 3号、4号轴振突然增加,分别达到了195μm和201μm。同时,1号、2号、6号轴振也出现较为明显的增大,分别达到了103.64μm、72.10μm和86.60μm。当时机组各参数正常。迅速减负荷后,3号、4号轴振一直维持较高的水平,并在14:14达到最大值(表1)。这时,低压缸投入喷水减温,3号、4号轴振迅速下降,并在14:17负荷减至200 MW时恢复到正常水平。此次振动共持续约15 min。第2次:15:00,负荷由250 MW逐渐增加,15:13达到280 MW,1号、3号、4号、6号轴振再次出现较大地增加,低压缸迅速投入喷水减温,振动也快速恢复到正常水平。此次振动持续了1 min 30 s。

　　2　振动初步分析

　　从振动增大的先后次序及所达到的峰值来看,振动发源于低压部分,为一起不稳定的不平衡振动,在运行中的这类突发振动一般由于转动部件飞脱、转轴与水接触、动静碰磨、转子热弯曲等4种原因所致。结合1号机组振动故障特点,可排除前2个原因,因为转动部件突然飞脱造成的振动无时间滞后现象,且不能恢复到正常振动状态;当时现场未发现疏水不畅,且转轴与水接触时振动的增长很快,因此可基本排除转轴与水接触。由于当时采集到有关数据不够完整充分,后2个原因无法确定。

　　3　五段、六段抽汽压力变化的影响

　　五段、六段抽汽(五抽、六抽)压力的变化如表2所示。

　　由表2可见,2006年8月300 MW负荷时,就出现了五抽压力偏低的现象,仅为0.41 MPa,低于设计的0.48 MPa,且六抽压力也偏低。五抽压力偏低,应是五抽管道泄漏造成,由于外部没有发现漏点,泄漏的地方应在凝汽器内部。从时间上看,泄漏量在逐渐增大,特别是到了12月2日23:00时,五抽压力突降至0.08 MPa (当天15:00时,负荷相近下还能达到0.29MPa),分析认为五抽管道的漏点发生了瞬间扩大,如焊口进一步撕裂等。

　　六抽压力偏低的原因应为五抽压力变化引起的,六段抽汽点在低压缸第2级后,如果五抽管道泄漏,部分未做功的蒸汽从漏点泄出,会导致紧邻五抽的低压缸第2级进汽量减少,进汽压力降低,这就直接影响到六抽压力的变化。另外,从表2中两者变化的同步性也可得到证实。