【文章內(nèi)容簡介】 能取得的一個又一個成績，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)域都取得了不錯的成績，更是連續(xù)三年被評為全國電力建設(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)識當(dāng)前所面臨的新形勢、新任務(wù)，要看到我院所面臨的問題和機遇，積極應(yīng)對。在未來的日子里，我們要戒驕戒躁，堅定信心，打足精神，真抓實干，共同努力把我院的調(diào)試事業(yè)推上一個新的高峰。 (單海同 )[摘 要 ] 本 文通過對試運過程中出現(xiàn)的非動不平衡原因引起的振動，結(jié)合蒸汽輪機原理、振動頻譜分析、軸承振動原理等方法和理論，應(yīng)用大型火電機組的振動故障診斷的技術(shù)，對中壓缸啟動和汽流激振引起的振動進行分析，并提出相應(yīng)的措施解決了振動的問題，使機組能夠順利試運。[關(guān)鍵詞 ] 非動不平衡振動；中壓缸；汽流激振；高壓調(diào)閥 中圖分類號： 文獻標(biāo)志碼： B 文章編號： 10007229（ 2023） 00000000收稿日期： 20231124作者簡介：李琳（ 1971— ），男，高級工程師，碩士，西北調(diào)試施工研究所副所長，主要從事火電、核電機組的啟動調(diào)試及試運。 引言 隨著我國機械加工工藝的進步，汽輪發(fā)電機組在出廠前均要做高速動平衡試驗，因此我國的汽輪發(fā)電機組在電廠建設(shè)中很少出現(xiàn)由于動不平衡引起的振動。但是，由于引進的技術(shù)（如中壓缸啟動、大型空冷機組等方面）沒有在運行方面及時跟蹤和消化，造成新建機組啟動過程中高頻率地出現(xiàn)機組振動等問題。本文通過對新建機組的調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題和分析，對非動不平衡振動產(chǎn)生的原因進行分析研究，并根據(jù)研究結(jié)論制定了解決方法，希望對我國的新機組建設(shè)和今后的科學(xué)穩(wěn)定運行有一些借鑒作用。1 國產(chǎn)中壓缸啟動引起的振動 出現(xiàn)振動問題的汽輪機為東方汽輪機廠生產(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，機組軸系結(jié)構(gòu)簡圖如圖 1。首次沖轉(zhuǎn)，高壓缸正暖程序投入， 1 500 r/min中速暖機進行 155 min， 2Y振動突然上升，且上升趨勢明顯： 3 min內(nèi)從 38 um上升至 231 um時，手動停機。查閱歷史趨勢：機組自盤車狀態(tài)至 1 500 r/min穩(wěn)定期間，包括 2號瓦在內(nèi)的整個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時汽缸總體膨脹達到 ，高中壓缸差脹達到 mm；隨后機組穩(wěn)定在 1 500 r/min進行中速暖機，隨著時間的持續(xù)，汽缸總體膨脹和高中壓缸差脹繼續(xù)增加，至停機時的已分別達到 mm、 mm，高、中壓缸金屬溫度均已加熱至 270 ℃ 。停機后轉(zhuǎn)速至 0立即投入盤車運行，偏心值較上次盤車時明顯偏大。連續(xù)盤車一段時間后，偏心呈下降趨勢。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機組非動不平衡振動淺析調(diào)試技術(shù)論壇 從事件的全過程和數(shù)據(jù)來看，振動的原因為動靜摩擦產(chǎn)生熱彎曲，而熱彎曲又加速了動靜摩擦，這樣惡性循環(huán)使機組振動急速攀升。而導(dǎo)致動靜摩擦的原因不是由于機組的動不平衡造成，因為從沖轉(zhuǎn)到 1 500 r/min機組均運行穩(wěn)定，分析原因首先從該機組軸系著手。如圖1所示，該機組為高中壓合缸，高中壓缸的膨脹死點位于 2號軸承座， 1號低壓缸、 2號低壓缸的膨脹死點分別位于各自的中心線附近。死點處的橫向鍵限制汽缸的軸向位移。同時，在前軸承箱及 2個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。 從振動的現(xiàn)象看，振動增加點在死點 2號軸承處，主要原因為膨脹受阻，即高、中壓缸差脹加大。因此推斷，廠家給的啟動曲線存在不當(dāng)。為了便于分析，將本機組的中壓缸啟動方式和 alstom機組的中壓缸啟動方式進行比較。該機組中壓缸啟動方式為：將高壓缸預(yù)暖閥開啟，此時通風(fēng)閥處于全關(guān)位置。完成該操作后，預(yù)暖蒸汽通過再熱冷段流入高壓缸，直至高壓缸第一級后汽缸內(nèi)壁金屬溫度升至 150 ℃ 。一旦金屬溫度達到 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， 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)門開啟進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，至 1 500 r/min中速暖機。當(dāng)中速暖機達到目標(biāo)值： IP內(nèi)缸壁進汽部分達到 320 ℃ 、 HP調(diào)節(jié)級內(nèi)壁達 320 ℃ 、高、中壓外缸膨脹達到 8 mm，退出 HEAT SOAK方式 ,高排逆止門旁路閥自動關(guān)閉 ,高壓缸抽真空閥自動開啟，高壓缸處于真空狀態(tài)。 暖機結(jié)束設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 3 000 r/min,汽機繼續(xù)升速。alstom機組的中壓缸啟動方式為：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 ,進行升速。當(dāng)機組轉(zhuǎn)速達到 1 000 r/min時 ,保持該轉(zhuǎn)速下暖機 90 min。當(dāng)高壓外缸下法蘭金屬溫度不小于 190 ℃ 時，高排逆止門旁路閥應(yīng)自動關(guān)閉，高壓缸抽真空閥自動開啟，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 , 暖機結(jié)束設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 3 000 r/min，汽機繼續(xù)升速。 通過兩種中壓缸啟動方式的比較可知，其中最大的差異在于是否開啟高壓調(diào)閥。國產(chǎn)機組的高壓缸暖缸為正暖，即蒸汽通過高壓調(diào)閥做功后，經(jīng)過通風(fēng)閥排汽至排汽裝置。 alstom機組的高壓缸暖缸為倒暖，即蒸汽通過高排逆止門旁路閥，經(jīng)過鼓風(fēng)作用加熱高壓缸。本機組高壓缸的進汽量僅維持在 400 r/min所對應(yīng)的高調(diào)門開度下（高調(diào)閥開度約 10%）的通流量。如果進汽參數(shù)不變，蒸汽通過同一葉型的機組，機組轉(zhuǎn)速越高，蒸汽的焓降越大。這就意味著高壓缸暖缸時從 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越差；而隨著機組轉(zhuǎn)速的升高，中壓調(diào)閥逐步開啟中壓缸的進汽量逐漸增大，中壓缸暖缸的效果則越來越充分。在實際升速過程中表現(xiàn)為高、中壓缸的加熱膨脹趨勢不一致，高、中壓缸脹差越來越大 (由 mm擴大至 mm)。而 alstom機組高壓缸暖缸的方式，隨著轉(zhuǎn)速的升高鼓風(fēng)作用增強，加熱效果提高。經(jīng)過比較分析可知：在機組從 400 r/min到 1 500 r/min升速和 1 500 r/min定速暖機期間，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)致動靜碰磨從而造成 2Y振動迅速攀升。 隨著機組電負(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)閥通流量達到上限值時，給水旁路閥自動切為手動，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， 100％給水主路調(diào)節(jié)閥的前后電動隔離門自動開啟，等待兩個電動隔離門全開后，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)閥開度達到 70％以上時，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)主泵入口流量達到 260t/h時，將再循環(huán)閥切為自動控制模式。隨著給水流量的進一步增加，再循環(huán)閥將自動緩慢地關(guān)閉，可以防止因手動快速關(guān)閉再循環(huán)閥而造成給水流量的大幅波動。 給水自動控制系統(tǒng)處于三沖量控制模式時，蒸汽流量作為前饋信號、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)。其中給水流量中沒有計入減溫水流量，蒸汽流量中計入高壓旁路的流量。給水總流量如果計入減溫水流量，在減溫水流量變化時，勺管的開度會頻繁動作，引起省煤器入口的給水流量頻繁波動；相反，蒸汽流量在減溫水流量變化時依靠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能維持在一個穩(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（包括進入汽機做功的流量和高壓旁路流量）的動態(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）。 考慮到電泵并列運行多臺勺管同時投自動的工況，將三沖量的比例系數(shù)設(shè)為已投自動的勺管數(shù)量反比例的函數(shù)；同時考慮突發(fā)