1000MW超超临界机组汽轮机振动原因分析及解决对策

1、1000MW1000MW超超临界机组汽轮机振动原因分析及解决对策超超临界机组汽轮机振动原因分析及解决对策 一、振动传感器的种类和选择一、振动传感器的种类和选择 振动传感器按工作原理分，有电涡流型、速 度型、加速度型、电容型、电感型五种。 1 1、电涡流传感器、电涡流传感器 2 2、速度传感器、速度传感器 3 3、加速度传感器、加速度传感器 二、振幅表示方法二、振幅表示方法 表示振幅的方法有双振幅、单 振幅、有效值和平均值四种。 三、振动相位的含义三、振动相位的含义 在振动领域内相位可以看作振动 信号上某一点（例如高点、正向 零点），或振动信号频率完全相 同的某一个信号（例如基准脉冲 信号前沿）

2、，与转子上某一点之 间的关系。 四、测量振动相位的原理四、测量振动相位的原理 测量振动相位有许多方法，例如过 去在振动的转轴上划线法、凸轮接 触法、示波器法、矢量瓦特表法等。 五、与振动有关的名词五、与振动有关的名词 1. 转子挠曲 现场习惯称为挠度（也称为挠曲 值），如静挠度，它实际上是 指转子的弹性弯曲值，单位是 mm。 2.晃摆值 现场称为晃度，实际上是指转子永久 弯曲、热弯曲、转子表面不圆度和 电磁不均等，在低速下所呈现的摆 动值（双幅，也称偏摆），测量转 子晃摆值必须在低速下(低于 400r/min)进行。 3.偏 心 4.偏心率（偏心度） 5.绝对振动和相对振动 相对于空间某一静止

3、点的振动，称绝 对振动，相对于某一物体之间的振 动，称相对振动。 六、运行机组振动标准及规范六、运行机组振动标准及规范 1、以轴承振幅为尺度的振动标准 汽轮机发电机 组转速(r/min) 优良合格 1500305070 3000203050 电力工业技术管理法规中汽轮机轴承振动标准 （m，双振幅） 2、GB/T 6075. 22002换算成以轴承座 振幅为尺度的评价界限的推荐值（m， 双振幅） 区 域 界 限 转速（r/min） 1500180030003600 A/B50423429 B/C95796856 C/表中A、B、C、D相当于机组振动“良”、 “合格”、“

4、不合格”、“不允许” 四个等级。3000r/min机组，轴承振动 等级A/B为34m、B/C为68m、C/D为 106m，表示轴瓦振动小于34m为A 区；大于34m为B区，小于68m也为 B区；大于68m，小于106m为C区； 大于106m为D区。 3、以转轴振幅为尺度的振动标准 （m，双振幅） 轴振 区域 转速（r/min） 1500180030003600 相 对 绝 对 相 对 绝 对 相 对 绝 对 相 对 绝 对 A/B 10 0 12 0 90 11 0 80 10 0 7590 B/C 12 0- 20 0 17 0- 24 0 12 0- 18 5 16 0- 22 0 12

5、0- 16 5 15 0- 20 0 12 0- 15 0 14 5- 18 0 20 0- 32 0 26 5- 38 5 18 5- 29 0 26 5- 35 0 18 0- 26 0 25 0- 32 0 18 0- 24 0 24 5- 29 0 4、美国西屋和GE公司的轴振标准 （m，双振幅,3000r/min） 项 目 等 级 良好合格报警跳闸 轴振 幅 值 75以 下 125以 下 125以 上 254以 上 5、汽轮发电机组轴承座振动烈度标准 （mm/s，单振幅） 区域边界 转速（r/min） 1000或 1800 3000或 3600 A/B2.83.8 B/C5.37.5

6、 C/D8.511.8 七、七、1000MW1000MW汽轮机振动案例汽轮机振动案例。 图1： 汽轮发电机组轴系示意图 1、引起#2机组#4瓦振动原因分析 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 中压转 子温度 （） 主汽 压力 （MPa） 主汽 温度 （） 再热蒸 汽压力 （MPa） 再热蒸 汽温度 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第1次 启动 13202028.54241.24285.672797 第1次 停机 3733658.64261.24533.72810 第2次 启动 23172518.34370.745515.682564 第2次 停机 3793298.

7、54401.346710.782691 第3次 启动 13583018.54461.24605.582690 第3次 停机 5384708.55260.65156.772660 第4次 启动 24403138.65251.448821.892585 第4次 停机 5194777.15282.55457.692672 第5次 启动 23692618.54281.344314.912583 第5次 停机 5094447.85140.94987.12691 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 中压转 子温度 （） 主汽 压力 （MPa） 主汽 温度 （） 再热蒸 汽压力 （MPa） 再热蒸 汽温

8、度 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第6次 启动 24323228.65211.548521.992603 第6次 停机 5184959.55583.05419.292663 第7次 启动 14504099.35321.85556.62791 第7次 停机 3653294.13740.636911.292654 第8次 启动 13422178.64601.04566.42722 第8次 停机 5434887.65431.752114.52652 第9次 启动 13692598.74521.84519.02704 第9次 停机 55649714.05750.885741

9、3.52676 第10次 启动 154147410.55923.15602.482857 第10次 停机 55147511.55793.05735.092618 序号 高压转 子温度 （） 中压转 子温度 （） 主汽 压力 （MPa） 主汽 温度 （） 再热蒸 汽压力 （MPa） 再热蒸 汽温度 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第11次 启动 153543913.65822.55616.912767 第11次 停机 57349718.15893.85637.582691 第12次 启动 148036712.85501.55186.162694 第12次 停机 3523

10、412.73310.637510.342678 第13次 启动 142834910.14622.14663.22681 第13次 停机 57251120.55973.058810.02694 第14次 启动 151642413.05502.85661.92480 第14次 停机 57751120.35902.158715.672656 第15次 启动 150138011.05931.25638.822641 第15次 停机 5114648.45441.85544.62717 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 中压转 子温度 （） 主汽 压力 （MPa） 主汽 温度 （） 再热蒸 汽压力

11、（MPa） 再热蒸 汽温度 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第16次 启动 33191299.04311.243412.22500 第16次 停机 4383766.64840.24808.692676 第17次 启动 13993088.34671.54416.822700 第17次 停机 4183646.04601.84499.812694 第18次 启动 140133310.94881.54576.782709 第18次 停机 42133312.85891.44677.842674 第19次 启动 140431311.04891.44584.522717 第19次

12、停机 4984479.44992.050313.792641 第20次 启动 33142206.94111.841314.72587 第20次 停机 4524175.74760.547321.872638 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 中压转 子温度 （） 主汽 压力 （MPa） 主汽 温度 （） 再热蒸 汽压力 （MPa） 再热蒸 汽温度 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第21次 启动 33562598.74411.044217.12599 第21次 停机 5624918.15551.953710.62690 第22次 启动 144833111.05631

13、.25396.522697 第22次 停机 5174439.05052.748110.252660 第23次 启动 13402278.54100.83987.242684 第23次 停机 5324609.05340.24998.462671 第24次 启动 13502259.13921.43969.582680 第24次 停机 54848310.45232.45119.942645 第25次 启动 53812588.54931.548917.22640 第25次 停机 4934406.85031.849113.242661 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 中压转 子温度 （） 主汽 压

14、力 （MPa） 主汽 温度 （） 再热蒸 汽压力 （MPa） 再热蒸 汽温度 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第26次 启动 13712549.34681.44605.152674 第26次 停机 57951015.46011.859710.592650 第27次 启动 155447812.25762.55626.892661 第27次 停机 58051416.35974.960414.942641 第28次 启动 150338211.85962.057910.772663 第28次 停机 5614918.15732.055813.1992681 第29次 启动 13

15、382059.754331.344310.352681 第29次 停机 4864216.65070.64838.982674 表6：历次启停#4瓦过临界主要参数 进一步分析发现，共15次启机为冷 态启动，高压转子温度400；共14次 启机为热态启动，高压转子温度400； 冷态启动中第2、5、16、20、21、25次 共6次冲转，4瓦过临界振动大跳闸； 热态启动中第4、6次共2次冲转，4瓦 过临界振动大跳闸。 通过启动时主、再热汽温度和高、中 压转子温差表中可以看出，4瓦过临界 振动大跳闸均发生在再热蒸汽与中压转子 温差较大的冲转参数中，分别是第2次启 动204、第4次启动175、第5次启动 1

16、82、第6次启动163、第16次启动 305、第20次启动193、第21次启动 183、第25次启动231。 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 主汽 温度 （） 中压转 子温度 （） 再热蒸 汽温度 （） 主汽和 高压转 子温差 （） 再热蒸汽 和中压转 子温差 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第1次 启动 13204242024281042265.672797 第1次 停机 37342636545353883.72810 第2次 启动 231743725145512020415.682564 第2次 停机 3794403294676113810.782691

17、第3次 启动 1358446301460881595.582690 第3次 停机 538526470515-12456.772660 第4次 启动 24405253134888517521.892585 第4次 停机 5195284775459687.692672 第5次 启动 23694282614435918214.912583 第5次 停机 5095144444985547.12691 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 主汽 温度 （） 中压转 子温度 （） 再热蒸 汽温度 （） 主汽和 高压转 子温差 （） 再热蒸汽 和中压转 子温差 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速

18、 （rpm） 第6次 启动 24325213224858916321.992603 第6次 停机 51855849554140469.292663 第7次 启动 1450532409555821466.62791 第7次 停机 36537432936994011.292654 第8次 启动 13424602174561182396.42722 第8次 停机 54354348852103314.52652 第9次 启动 1369452259451831929.02704 第9次 停机 556575497574197713.52676 第10次 启动 154159247456051862.4828

19、57 第10次 停机 55157947557328985.092618 序号 高压转 子温度 （） 主汽 温度 （） 中压转 子温度 （） 再热蒸 汽温度 （） 主汽和 高压转 子温差 （） 再热蒸汽 和中压转 子温差 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第11次 启动 1535582439561471226.912767 第11次 停机 57358949756316667.582691 第12次 启动 1480550367518701516.162694 第12次 停机 352331341375-213410.342678 第13次 启动 142846234946634

20、1173.22681 第13次 停机 572597511588257710.02694 第14次 启动 1516550424566341421.92480 第14次 停机 577590511587137615.672656 第15次 启动 1501593380563921838.822641 第15次 停机 51154446455433904.62717 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 主汽 温度 （） 中压转 子温度 （） 再热蒸 汽温度 （） 主汽和 高压转 子温差 （） 再热蒸汽 和中压转 子温差 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第16次 启动 3319

21、43112943411230512.22500 第16次 停机 438484376480461048.692676 第17次 启动 1399467308441681336.822700 第17次 停机 41846036444942859.812694 第18次 启动 1401488333457871246.782709 第18次 停机 4215893334671681347.842674 第19次 启动 1404489313458851454.522717 第19次 停机 49849944750315613.792641 第20次 启动 33144112204139719314.72587 第

22、20次 停机 452476417473245621.872638 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 主汽 温度 （） 中压转 子温度 （） 再热蒸 汽温度 （） 主汽和 高压转 子温差 （） 再热蒸汽 和中压转 子温差 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第21次 启动 33564412594428518317.12599 第21次 停机 562555491537-74610.62690 第22次 启动 14485633315391152086.522697 第22次 停机 517505443481-123810.252660 第23次 启动/p>

23、98701717.242684 第23次 停机 5325344604992398.462671 第24次 启动 1350392225396421719.582680 第24次 停机 548523483511-25289.942645 第25次 启动 538149325848911223117.22640 第25次 停机 493503440491105113.242661 序号 启动 次数 高压转 子温度 （） 主汽 温度 （） 中压转 子温度 （） 再热蒸 汽温度 （） 主汽和 高压转 子温差 （） 再热蒸汽 和中压转 子温差 （） 4 瓦振动 （mm/s） 汽轮机 转速 （rpm） 第26次

24、 启动 1371468254460972065.152674 第26次 停机 579601510597228710.592650 第27次 启动 155457647856222846.892661 第27次 停机 580597514604179014.942641 第28次 启动 15035963825799319710.772663 第28次 停机 561573491558126713.1992681 第29次 启动 13384332054439523810.352681 第29次 停机 48650742148321628.982674 表7：主、再热汽温和高、中压转子温差 通常在启机时，只

25、注意高压转子温度 和主汽温度之间的差值，没有考虑中 压转子温度和再热蒸汽温度之间的差 值，西门子暖阀也只考虑高压主汽门 和调门内外温差，没有将中压转子与 再热蒸汽温差引入应力准则计算中去。 锅炉在冷态启动时，主、再热蒸汽温 度通常在420440左右，很难满足 汽轮机冲转参数，即主蒸汽温度 380、再热蒸汽温度360的要求。 该电厂在机组冷态启动时，主、再热 蒸汽温度偏高，使得中压转子温度和 再热蒸汽温度之间的差值较大，#4瓦 过临界转速时，由于进入中压缸的蒸 汽流量加大，换热量增强，再热汽温 和转子温差进一步加大，造成汽缸与 转子膨胀不一致，局部产生碰磨，振 动增大。 图2：热态启动#4瓦振动曲线 图3：冷态启动#4瓦振动曲线 从图2和图3可以看出，冷态启动