【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能取得的一個(gè)又一個(gè)成績(jī)，是與我院領(lǐng)導(dǎo)的正確領(lǐng)導(dǎo)、大力支持和熱情幫助分不開的，還與各相關(guān)科室的大力配合，鼎力相助密不可分，在此特道一聲，多謝！雖然我院這幾年在調(diào)試領(lǐng)域都取得了不錯(cuò)的成績(jī)，更是連續(xù)三年被評(píng)為全國(guó)電力建設(shè)優(yōu)秀調(diào)試企業(yè)，但我們也不能驕傲自滿，原地踏步。相反，我們更要充分認(rèn)識(shí)當(dāng)前所面臨的新形勢(shì)、新任務(wù)，要看到我院所面臨的問(wèn)題和機(jī)遇，積極應(yīng)對(duì)。在未來(lái)的日子里，我們要戒驕戒躁，堅(jiān)定信心，打足精神，真抓實(shí)干，共同努力把我院的調(diào)試事業(yè)推上一個(gè)新的高峰。 (單海同 )[摘 要 ] 本 文通過(guò)對(duì)試運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)的非動(dòng)不平衡原因引起的振動(dòng)，結(jié)合蒸汽輪機(jī)原理、振動(dòng)頻譜分析、軸承振動(dòng)原理等方法和理論，應(yīng)用大型火電機(jī)組的振動(dòng)故障診斷的技術(shù)，對(duì)中壓缸啟動(dòng)和汽流激振引起的振動(dòng)進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的措施解決了振動(dòng)的問(wèn)題，使機(jī)組能夠順利試運(yùn)。[關(guān)鍵詞 ] 非動(dòng)不平衡振動(dòng)；中壓缸；汽流激振；高壓調(diào)閥 中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B 文章編號(hào)： 10007229（ 2023） 00000000收稿日期： 20231124作者簡(jiǎn)介：李琳（ 1971— ），男，高級(jí)工程師，碩士，西北調(diào)試施工研究所副所長(zhǎng)，主要從事火電、核電機(jī)組的啟動(dòng)調(diào)試及試運(yùn)。 引言 隨著我國(guó)機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，汽輪發(fā)電機(jī)組在出廠前均要做高速動(dòng)平衡試驗(yàn)，因此我國(guó)的汽輪發(fā)電機(jī)組在電廠建設(shè)中很少出現(xiàn)由于動(dòng)不平衡引起的振動(dòng)。但是，由于引進(jìn)的技術(shù)（如中壓缸啟動(dòng)、大型空冷機(jī)組等方面）沒(méi)有在運(yùn)行方面及時(shí)跟蹤和消化，造成新建機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中高頻率地出現(xiàn)機(jī)組振動(dòng)等問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)新建機(jī)組的調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和分析，對(duì)非動(dòng)不平衡振動(dòng)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析研究，并根據(jù)研究結(jié)論制定了解決方法，希望對(duì)我國(guó)的新機(jī)組建設(shè)和今后的科學(xué)穩(wěn)定運(yùn)行有一些借鑒作用。1 國(guó)產(chǎn)中壓缸啟動(dòng)引起的振動(dòng) 出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題的汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式 600 MW汽輪機(jī)，機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1。首次沖轉(zhuǎn)，高壓缸正暖程序投入， 1 500 r/min中速暖機(jī)進(jìn)行 155 min， 2Y振動(dòng)突然上升，且上升趨勢(shì)明顯： 3 min內(nèi)從 38 um上升至 231 um時(shí)，手動(dòng)停機(jī)。查閱歷史趨勢(shì)：機(jī)組自盤車狀態(tài)至 1 500 r/min穩(wěn)定期間，包括 2號(hào)瓦在內(nèi)的整個(gè)軸系軸振水平都較好，均小于 76 um；隨著轉(zhuǎn)速的逐漸升高，汽缸總體膨脹、高中壓缸差脹逐漸穩(wěn)步上升，至 1 500 r/min時(shí)汽缸總體膨脹達(dá)到 ，高中壓缸差脹達(dá)到 mm；隨后機(jī)組穩(wěn)定在 1 500 r/min進(jìn)行中速暖機(jī)，隨著時(shí)間的持續(xù)，汽缸總體膨脹和高中壓缸差脹繼續(xù)增加，至停機(jī)時(shí)的已分別達(dá)到 mm、 mm，高、中壓缸金屬溫度均已加熱至 270 ℃ 。停機(jī)后轉(zhuǎn)速至 0立即投入盤車運(yùn)行，偏心值較上次盤車時(shí)明顯偏大。連續(xù)盤車一段時(shí)間后，偏心呈下降趨勢(shì)。李 琳（西北電力建設(shè)調(diào)試施工研究所，西安市， 710032）調(diào)試技術(shù)論壇600 MW機(jī)組非動(dòng)不平衡振動(dòng)淺析調(diào)試技術(shù)論壇 從事件的全過(guò)程和數(shù)據(jù)來(lái)看，振動(dòng)的原因?yàn)閯?dòng)靜摩擦產(chǎn)生熱彎曲，而熱彎曲又加速了動(dòng)靜摩擦，這樣惡性循環(huán)使機(jī)組振動(dòng)急速攀升。而導(dǎo)致動(dòng)靜摩擦的原因不是由于機(jī)組的動(dòng)不平衡造成，因?yàn)閺臎_轉(zhuǎn)到 1 500 r/min機(jī)組均運(yùn)行穩(wěn)定，分析原因首先從該機(jī)組軸系著手。如圖1所示，該機(jī)組為高中壓合缸，高中壓缸的膨脹死點(diǎn)位于 2號(hào)軸承座， 1號(hào)低壓缸、 2號(hào)低壓缸的膨脹死點(diǎn)分別位于各自的中心線附近。死點(diǎn)處的橫向鍵限制汽缸的軸向位移。同時(shí)，在前軸承箱及 2個(gè)低壓缸的縱向中心線前后設(shè)有縱向鍵，引導(dǎo)汽缸沿軸向自由膨脹而限制其橫向跑偏。 從振動(dòng)的現(xiàn)象看，振動(dòng)增加點(diǎn)在死點(diǎn) 2號(hào)軸承處，主要原因?yàn)榕蛎浭茏?，即高、中壓缸差脹加大。因此推斷，廠家給的啟動(dòng)曲線存在不當(dāng)。為了便于分析，將本機(jī)組的中壓缸啟動(dòng)方式和 alstom機(jī)組的中壓缸啟動(dòng)方式進(jìn)行比較。該機(jī)組中壓缸啟動(dòng)方式為：將高壓缸預(yù)暖閥開啟，此時(shí)通風(fēng)閥處于全關(guān)位置。完成該操作后，預(yù)暖蒸汽通過(guò)再熱冷段流入高壓缸，直至高壓缸第一級(jí)后汽缸內(nèi)壁金屬溫度升至 150 ℃ 。一旦金屬溫度達(dá)到 150 ℃ ，立即關(guān)閉高壓缸預(yù)暖閥。當(dāng)高壓缸預(yù)暖閥關(guān)閉后，通風(fēng)閥全開。機(jī)組掛閘后，高、中壓主汽門開啟、通風(fēng)閥（VV）和事故排放閥（ BDV）開啟。選擇 HEAT SOAK（暖缸）方式，高壓調(diào)門首先開啟進(jìn)行沖轉(zhuǎn) (中壓調(diào)門保持全關(guān) )，用高壓調(diào)門繼續(xù)升速至 400 r/min。當(dāng)轉(zhuǎn)速至 400 r/min時(shí)， DEH閉鎖高壓調(diào)門指令，高壓調(diào)門保持當(dāng)前開度不變，中壓調(diào)門開啟進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，至 1 500 r/min中速暖機(jī)。當(dāng)中速暖機(jī)達(dá)到目標(biāo)值： IP內(nèi)缸壁進(jìn)汽部分達(dá)到 320 ℃ 、 HP調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)壁達(dá) 320 ℃ 、高、中壓外缸膨脹達(dá)到 8 mm，退出 HEAT SOAK方式 ,高排逆止門旁路閥自動(dòng)關(guān)閉 ,高壓缸抽真空閥自動(dòng)開啟，高壓缸處于真空狀態(tài)。 暖機(jī)結(jié)束設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 3 000 r/min,汽機(jī)繼續(xù)升速。alstom機(jī)組的中壓缸啟動(dòng)方式為：掛閘后 ,高、中壓主汽門全開，高壓缸排汽逆止閥旁路閥在全開、高缸抽真空閥在關(guān)閉位置。中壓調(diào)門 (高壓調(diào)門保持全關(guān) )慢慢開啟 ,進(jìn)行升速。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到 1 000 r/min時(shí) ,保持該轉(zhuǎn)速下暖機(jī) 90 min。當(dāng)高壓外缸下法蘭金屬溫度不小于 190 ℃ 時(shí)，高排逆止門旁路閥應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉，高壓缸抽真空閥自動(dòng)開啟，確認(rèn)高壓缸處于真空狀態(tài)。當(dāng)高壓外缸下法蘭金屬溫度不小于 190 ℃ 時(shí) , 暖機(jī)結(jié)束設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 3 000 r/min，汽機(jī)繼續(xù)升速。 通過(guò)兩種中壓缸啟動(dòng)方式的比較可知，其中最大的差異在于是否開啟高壓調(diào)閥。國(guó)產(chǎn)機(jī)組的高壓缸暖缸為正暖，即蒸汽通過(guò)高壓調(diào)閥做功后，經(jīng)過(guò)通風(fēng)閥排汽至排汽裝置。 alstom機(jī)組的高壓缸暖缸為倒暖，即蒸汽通過(guò)高排逆止門旁路閥，經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)作用加熱高壓缸。本機(jī)組高壓缸的進(jìn)汽量?jī)H維持在 400 r/min所對(duì)應(yīng)的高調(diào)門開度下（高調(diào)閥開度約 10%）的通流量。如果進(jìn)汽參數(shù)不變，蒸汽通過(guò)同一葉型的機(jī)組，機(jī)組轉(zhuǎn)速越高，蒸汽的焓降越大。這就意味著高壓缸暖缸時(shí)從 400 r/min升速至 1 500 r/min期間蒸汽的排汽溫度在逐漸下降，高壓缸暖缸的效果則越來(lái)越差；而隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的升高，中壓調(diào)閥逐步開啟中壓缸的進(jìn)汽量逐漸增大，中壓缸暖缸的效果則越來(lái)越充分。在實(shí)際升速過(guò)程中表現(xiàn)為高、中壓缸的加熱膨脹趨勢(shì)不一致，高、中壓缸脹差越來(lái)越大 (由 mm擴(kuò)大至 mm)。而 alstom機(jī)組高壓缸暖缸的方式，隨著轉(zhuǎn)速的升高鼓風(fēng)作用增強(qiáng)，加熱效果提高。經(jīng)過(guò)比較分析可知：在機(jī)組從 400 r/min到 1 500 r/min升速和 1 500 r/min定速暖機(jī)期間，由于高、中壓缸膨脹的不均勻造成中壓缸膨脹受阻的情況，由此導(dǎo)致動(dòng)靜碰磨從而造成 2Y振動(dòng)迅速攀升。 隨著機(jī)組電負(fù)荷指令的增加，給水流量隨著蒸汽流量的上升而增大， 30％給水旁路調(diào)節(jié)閥通流量達(dá)到上限值時(shí)，給水旁路閥自動(dòng)切為手動(dòng)，電泵勺管由差壓控制模式切換到三沖量控制模式，直接調(diào)節(jié)汽包水位。同時(shí)， 100％給水主路調(diào)節(jié)閥的前后電動(dòng)隔離門自動(dòng)開啟，等待兩個(gè)電動(dòng)隔離門全開后，給水主路調(diào)節(jié)閥指令按照 1％ /秒的速率開到 100％。在主路調(diào)節(jié)閥開度達(dá)到 70％以上時(shí)，給水旁路調(diào)節(jié)閥指令按照 2％ /秒的速率關(guān)到 0％，完成升負(fù)荷過(guò)程的給水管道切換任務(wù)。 隨著給水流量的加大，電泵的入口流量逐漸增大，為了提高給水泵的出力，需要將電泵的再循環(huán)閥逐漸關(guān)閉。當(dāng)主泵入口流量達(dá)到 260t/h時(shí)，將再循環(huán)閥切為自動(dòng)控制模式。隨著給水流量的進(jìn)一步增加，再循環(huán)閥將自動(dòng)緩慢地關(guān)閉，可以防止因手動(dòng)快速關(guān)閉再循環(huán)閥而造成給水流量的大幅波動(dòng)。 給水自動(dòng)控制系統(tǒng)處于三沖量控制模式時(shí)，蒸汽流量作為前饋信號(hào)、給水流量作為內(nèi)擾因素共同完成汽包水位的調(diào)節(jié)任務(wù)。其中給水流量中沒(méi)有計(jì)入減溫水流量，蒸汽流量中計(jì)入高壓旁路的流量。給水總流量如果計(jì)入減溫水流量，在減溫水流量變化時(shí)，勺管的開度會(huì)頻繁動(dòng)作，引起省煤器入口的給水流量頻繁波動(dòng)；相反，蒸汽流量在減溫水流量變化時(shí)依靠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能維持在一個(gè)穩(wěn)定值。因此三沖量控制中只需考慮省煤器入口流量與主蒸汽流量（包括進(jìn)入汽機(jī)做功的流量和高壓旁路流量）的動(dòng)態(tài)平衡，將三沖量調(diào)節(jié)器的副調(diào)設(shè)置為有差調(diào)節(jié)器（近似為純比例調(diào)節(jié)器）。 考慮到電泵并列運(yùn)行多臺(tái)勺管同時(shí)投自動(dòng)的工況，將三沖量的比例系數(shù)設(shè)為已投自動(dòng)的勺管數(shù)量反比例的函數(shù)；同時(shí)考慮突發(fā)