1000mw汽轮机汽流激振机理和消振措施探讨

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1、1000MW汽轮机汽流激振机理和消振措施探讨华润电力（贺州）有限公司摘要：汽流激振的特征，认为由流体产生的切向力是引起机组自激失稳的主要原因，汽流激振消振措施和成效关键词：自激振动；汽流激振；防涡汽封应用；全实缸洼窝中心及汽封测调目前我国投运的1000MW机组，汽轮机发生突发性振动的概率极高；近年伴随超超临界机组的相继投运，振动原因也出现了不同的表现形式。汽流激振由于在我国现有机组发生的案例相对较少，相关机理研宄和实用有效的消振对策方面业界缺乏广泛的共识。通过对汽流激振机理和成因的分析，结合我司汽流激振消振措施的

2、成功实施，为解决这一难题提供了有益的借鉴。1汽流激振的特征1.1汽流激振一般容易出现在高蒸汽密度高参数汽轮机的大功率区及叶轮直径较小和短叶片的高压转子上，振动特征以低频分量为主，25-28HZ,非线振动。在50%低负荷下的振动特性低频分量在10μm以下，但随着负荷的增加，低频分量与负荷正相关性明显；随着负荷增加，振动突变的频率也逐步增加，趋势图不再平稳，而是呈现密集的锯齿状。由于汽流激振在机组高负荷下突发发生，发生时间短，控制手段有限，很容易导致振动保护动作，是一种危害极大的汽轮机设备隐患。1.2我司汽轮机

3、为某公司生产的N1000-25/600/600，；超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式。配置及参数：容量1045MW,进汽压力25.0MPa（表压力）进汽温度600°C。2012年6月26日#1机启机定速3000rpm,2丫频谱图显示除69μm工频分量外，已经出现了12.5Hz和25Hz的分频分量，12.5Hz分量幅值小于5μm,25Hz分量幅值8〜9μm。机组开始带低负荷吋，1〜4号轴承均出现了25Hz分频分量振动，在704MW吋发生2丫剧烈振动.2012年10月18,#2机负荷由

4、500MW升至550MW时，机组开始出现人幅低频波动，波动频率为28Hz~29Hz。#1瓦、#2瓦振动波动量由10〜20μm涨到70μm左右，为规则的离散谱，振幅最大达到110μm。波动频率为28Hz〜29Hz，分量200μm。通过快速减负荷振动能恢复到正常值。两机共同的特征是均是25〜28HZ低频振动，与机组奋功负荷奋良好的对应关系，具有明显的门槛值。单阀运行吋，低频振动明显小于顺序阀，振动频谱是连续谱。这些振动具冇明显的汽流激振特征，也是区别轴瓦自激振动和随机振动的主要特征。#2机负荷

5、由500MW升至550MW时28HZ频频2汽流激振的机理分析2.1汽流激振亦指蒸汽（间隙）激振，是随着高参数人容量机组的出现而出现的。经过国内外专家从理论和试验上分析研究，引起汽流激振的机理主要是由于密封间隙内压力径向分布不均和转子转矩径向不平衡，形成一个作用在转子偏心垂直方向上并与转子线速度方向同向的切向力是引起转子系统蒸汽自激振动的根本原因。汽封腔内压力周向变化起的激振力。汽体压将促使转子产生位移，形成涡动，由于涡动是汽流引起的，故称它为汽流激振；汽轮机中冇三种不平衡汽力可能引起转子产生自激振动，或影响机组轴

6、系的稳定性。即叶顶间隙激振力；密封间隙激振力及配汽不对称激振力。2.2.1第一种蒸汽激振力叶顶间隙激振力对动叶做功不均匀产生的激振力QS与叶顶围带表面压力分布不均产生激振力QD的和（间隙激振力=QS+QD）QD=πRbΔPbKD/(4C)C一径向间隙；R汽封半径；R_b—围带宽度；ΔPb-围带间压差；KD—经验常数。2.2.2第二种蒸汽激振力由于转子存在动态偏心，高压转子的轴封和隔板汽封内蒸汽压力周向分布不均匀，产生与转子偏心方向垂直的合力，趋向于使高压转子产生涡动。通过东方汽轮机有

7、限公司通过计算分析，得出我司N1000-25/600/600汽轮机间隙振动激振力主要分布在高压缸第二、第三级隔板汽封以及高压进汽端第一道汽封处,最大激振力达到5T,是该型汽机汽隙激振的主要激振力。2.2.3配汽不对称激振力对于喷嘴调节的汽轮机，调节级进汽的非对称性引起不对称的蒸汽力作用在转子上。一方面，可影响轴颈在轴承中的位置，导致轴承载荷变化，严重吋会导致轴系失稳；另一方面，使转子在汽缸中的径向位置发生变化，引起通流部分间隙的变化，造成前两种汽流激振力的变化。3消振措施和效果3.1大修前处理过程3.1.1增加轴

8、承阻尼缩小瓦面曲率半径，将#1机#1瓦宽度减少50mm,#2宽带减少10mm、顶隙调整到下限、把轴承4个冋油口封闭。此措施实施后仍存在明显的低频分量，只是出现大振幅突变负荷由704MW变到840MW。3.1.2改变阀序经过4-2-3-1变为2-1-4-3,再变为3-1-4-2最后变为3-1-4-2的多次调整阀序，最终的阀序基本可以实现带满负荷，但是低频分量仍存在，2号阀开