俄制800mw汽轮机高调门振动分析及其治理

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1、俄制800MW汽轮机高调门振动分析及其治理韩举刘立勇赵东亮刘铁臣齐庆利（绥中发电有限责任公司辽宁省葫芦岛市125222）【摘要】本文对绥中发电有限责任公司一期两台俄制800MW汽轮机运行中部分高调门的振动问题进行了介绍，通过振动测频对原因进行了分析，并介绍了处理方案及效果,本文为其它机组类似问题的处理提供了借鉴经验。【关键词】汽轮机高调门振动预启阀0前言国华绥中发电有限责任公司一期工程安装两台由俄罗斯引进的800MW超临界燃煤机组,汽轮机为列宁格勒金属工厂（ЛМЗ）生产，型号K-800-240-5，该型汽轮机高、中压缸

2、配汽系统装有高、中压主汽门各2台，高、中压调速汽门各4台。每台高、中压主汽门分别对应2台高、中压调速汽门，机组正常运行时高、中压主汽门及中压调速汽门为全开，高压调速汽门（简称高调门）对机组的转速、负荷进行调节。高调门结构如图1所示，为减小阀门开启时由于压差而作用在阀芯上的力，该阀门装有预启阀，阀门相关参数如表1所示。图1高调门结构图表1高调门相关参数阀门全行程预启阀行程阀口直径阀杆与其密封门前蒸门前蒸86±2mm6±0.2mmΦ200±2mm0.40-0.49mm23.54Mpa540℃全国火电600MW级机组能效对标

3、及竞赛第十五届年会论文集汽机1051故障现象＃2机2008年7月运行中出现＃3高调门振动大的问题，具体表现为20%以上开度时阀杆剧烈、高频的上下振动并存在异音，并造成该高调门于2008年10月、2009年6月两次发生由于阀杆连接螺纹损坏而导致汽门关闭的故障,被迫采取将阀杆连接件与阀杆相焊接的方式维持运行。＃1机2009年8月＃3高调门出现与＃2机＃3高调门类似的问题，由于振动较剧烈，为避免阀门受损将该高调门固定在20％开度，不参与调节。绥电公司两台机组＃3高调门的设备状况已严重影响机组的安全、稳定运行。2故障分析根据两

4、台机组＃3高调门的振动现象，可以判断其振动激励源来自于阀门内部不稳定汽流，由于其自身运动系统存在不稳定的受力特征，致使在一定阀门开度对应的压比下发生显著振动。为进一步分析两台机组＃3高调门振动大的原因，2010年4月使用专用仪器对＃1机＃3高调门的频率进行了测量。2.1测频工况及位置实测了开度20%-30%共9个工况，对应的高调门出口与主汽门入口压比如表2所示，测量位置如图2所示。图2＃1机＃3高调门测频方位示意图表2＃1机＃3高调门9个开度下对应的调门出口与主汽门入口压力之比开度20%21%22%23%24%25%2

5、6%28%30%压比0.71730.72840.73850.74280.75980.76660.78360.79610.8177测试工况：两个方位垂直的横向：横向1、横向2，与轴向，共计15个工况，具体如下：横向1测试位置测试了21%、22%、23%、24%、25%共5个开度工况；横向2与横向1位置垂直，测试了25%、28%、30%共3个开度工况；轴向共测试了20%、21%、23%、25%、26%、28%、30%共7个开度工况。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1062.2时域波形曲线及分析对

6、测频数据、图谱整理后发现横向、轴向两方向振动烈度均较为强烈；横向最大振动烈度发生在开度28%，其峰峰值为108mm/s（见图3）；轴向最大振动烈度发生在开度30%，其峰峰值为220mm/s（见图4）；轴向振动烈度大于横向1倍多，分析可能存在轴向撞击频率分量。图3开度28%横向2测点振动速度的实测时域波形图4开度30%轴向测点振动速度的实测时域波形2.3振动速度频谱曲线及分析横向1测点在阀门开度21%、22%、23%、24%、25%共5个工况的振动速度频谱曲线如图5所示，最大烈度发生在92.0Hz，其次124Hz和180

7、Hz，均随开度增大而增大。横向2测点与横向1方位相互垂直，其在阀门开度25%、28%、30%共3个工况的振动速度频谱曲线如图6所示，振动速度功率谱的优势频率为50Hz、95-99Hz、180Hz和200Hz—225Hz，均随着开度增大而增大，其中50Hz、95-99Hz是本方向的两个固有频率。与横向1结果相比，主要是两方向的阻尼不同导致其模态特性的显著差异；200Hz—225Hz分析为可能受轴向振动236Hz频率的影响所致。轴向测点在阀门开度20%、21%、23%、25%、26%、28%、30%共7个工况的速度频谱曲线

8、如图7所示，其轴向振动速度的主要频谱有：86Hz、124Hz、236Hz、206Hz、180Hz、10Hz，其中86Hz、236Hz、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107206Hz三种频带振动速度随开度增大而上升，尤其在开度大于25%后，振动烈度增加最为显著，这与发生金属撞击现象相吻合。124Hz频带