绥电4号机组汽流激振原因分析

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1、绥电4号机组汽流激振原因分析李冬陈正飞张景彪任宏伟陈文林（神华国华绥中发电有限责任公司辽宁省绥中县125222）【摘要】近年来，随着经济、技术的发展和电网容量的扩大，我国火电机组的建设已跨上了百万千瓦级的台阶。本文根据大型超超临界机组产生汽流激振的特点及同类型机组参数的对比，针对绥电4号机汽流激振现象，通过试验分析了发生激振的主要原因。【关键词】超超临界机组汽轮机汽流激振调节特性0机组概况神华国华绥中发电有限责任公司发电B厂（以下简称绥电B厂）共安装了2台1000MW超超临界燃煤机组（即#3、#4机），三大主机由东方电

2、气集团引进日立技术制造。#3、#4机组分别于2010年2月、5月投入商业运营。#4机组主汽轮机为东方汽轮机厂生产的N1000-25/600/600型汽轮机，由一个单流高压缸、一个双流中压缸及两个双流低压缸依次串联组成（轴系结构图1）。其中高压缸呈反向布置（头对中压缸），包括一个双流调节级与8个单流压力级，中压缸共有2×6个压力级，两个低压缸共有2×2×6个压力级。图1东方－日立型超超临界1000MW汽轮机轴系结构图高压和中压转子均由2套可倾瓦轴承支承，可倾瓦为6瓦块结构，上下对称布置；低压转子均采用两套椭圆瓦支承，单侧

3、进油，上瓦开槽结构；推力轴承位于高中压缸之间的轴承箱内，采用倾斜平面式双推力盘结构。蒸汽设计流程为：新蒸汽经四根导汽管进入4台高压主汽阀（主汽阀后设有连通管使4台高主全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集汽机67阀后腔室相通）、4台调节阀，经4个进汽口进入调节级，通过高压缸2+8级做功后到锅炉再热器。再热汽经两根再热管进入中压联合汽阀，经2个导汽管进入中压缸中部下半，通过2×6级做功后的蒸汽经一根异径连通管分别进入两个双流6级的低压缸（A、B），作功后排入凝汽器。调门开启顺序如下图2：图2调门开启顺序

4、（机头向机尾看）1汽流激振特征及危害蒸汽涡动是产生气流激振力的主要原因，是高负荷运行时高、中压转子系统中一阶振动模式的自激振动。超超临界机组压力为25MPa，温度为600℃以上，由于蒸汽密度大，级间压差大，蒸汽激振力也大，当动静部分不对中，汽封间隙周期性变化时，所产生的蒸汽激振力可能会引起转子低频振动。其发生的可能性远远大于亚临界汽轮机，汽流激振已经成为影响超超临界机组可靠性的特有因素之一。1.1汽流激振的特征1.1.1汽流激振易发生在汽轮机的大功率区及叶轮直径较小和短叶片的转子上，即高压转子上，高参数超超临界机组居多

5、。1.1.2在较高负荷下发生，振动随着负荷（或蒸汽流量）的增大而加剧，突发性振动有一个门槛负荷，超过此负荷，立即激发振荡。小于某一负荷下会消失。1.1.3汽流激振频率等于或高于高压转子一阶临界转速，在大多数情况下，振动成分以接近工作转速一般的频率分量为主。由于实际蒸汽激振力和轴承油膜阻尼力的非线性特征，有时会呈现一些谐波分量。1.1.4汽流激振属于自激振动，不能用动平衡的方法消除。1.2汽流激振的危害1.2.1限制大型汽轮发电机组的出力1.2.2产生剧烈的低频振动引起汽轮机跳闸全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十

6、五届年会论文集汽机682大型汽轮机汽流激振的原因分析蒸汽涡动是产生汽流激振力的主要原因，是高负荷运行时高、中压转子系统中一阶振动模式的自激振动。而产生这种自激振动的原因主要有以下几个方面：2.1高、中转子系统的刚性与稳定机组相比相对较低（挠度大），转子系统抵抗迷宫汽封激振力的阻尼相对较低。2.2主汽压力波动引起汽机负荷指令由98.38突升至100%。在97%以上时＃1、2、3高调门开度均为100%、＃4调门开度约为31%，负荷指令在97％时，总阀位每向上动1%则＃4调门相应会变化23%，变化范围较大，并且＃4高压调门进

7、入汽轮机的开口在汽缸的底部，当进汽量相对大时，则汽流对转子就有个向上的力引起转子激振。转子系统将处于不稳定状态。2.3主汽压力波动引起主汽流量增加，受影响最大的为调节级，＃2轴承离调节级较近，因此＃2轴承振动的幅值增加的比较明显。2.4机组参数不足（如凝汽器真空较低或主汽参数偏低等）造成的满负荷时，主蒸汽流量过大，造成汽流激振的，这一点不难从主给水流量的变化上明显看出。2.5由调节级汽流扰动造成的强迫振动。3东汽百万机组汽流激振数据对比3.1绥中发电B厂4号机汽流激振的数据对比#4机组首次出现汽流激振为2010年04月

8、12日，当时#4机组准备首次进行满负荷运行，当负荷升至850WM左右时1、2号瓦轴振开始波动，966MW时振动曲线发散，降负荷后迅速收敛，当负荷降至870MW左右时趋于稳定，再次升负荷至780MW时又出现波动，940MW时振动曲线再次发散。本次汽流激振振动过程趋势如图3所示，振动相关参数如表1所示。表14月12日出现汽流激振前后相