1000 MW超超临界汽轮机汽流激振原因分析及治理

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1、第l6卷(2014年第9期)电力安全技术1000MW超超临界汽轮机汽流激振原因分析及治理李大才(广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州515723)[摘要]介绍了1oooMW超超，临界汽轮机汽流激振发生的机理、特征及预防措施，分析了机组汽流激振的过程及产生气流激振的原因，提出了相应的治理措施，经实践表明具有较好的经济效益，●J对同类型机组具有一定的借鉴作用。[关键词]超超临界；汽流激振；转子扬度；轴承负载1概述稳定性下降，严重时甚至诱发高压转子失稳，产生较大的低频振动。大型机组容易发生蒸汽涡动力引某发电公司3，4号机

2、组汽轮机为哈尔滨汽轮起的低频振动，它主要来源于汽封轮缘围带区产生机厂有限责任公司(以下简称“哈汽”)与日本东的蒸汽涡动力，此涡动力垂直于转子轴心的偏移方芝联合株式会社设计制造的超超临界汽轮机，采用向，推动转子发生半速涡动。喷嘴调节方式，共有4组高压缸进汽喷嘴，分别由2．1汽流激振发生的机理4个高调门控制；机组高压转子、中压转子和2根(1)轴封蒸汽激振力。由于转子动态偏心，高低压转子均采用无中心孔的整锻转子，各个转子均压转子的轴封和隔板轴封腔室中蒸汽压力周向分布采用刚性连接；每个转子配有独立的双轴承支撑，不均匀，产生与转子

3、偏心方向垂直的合力。该合力共有8个支持轴承，其中1～4号轴承为水平、上包括蒸汽在轴封内轴向流动和周向流动产生的汽流下中分面，双向可倾瓦轴承，5～8号轴承为上下力，使得高压转子涡动，造成转子运动不稳定。两半，水平中分面椭圆瓦轴承。大型机组在运行时，(2)叶顶间隙激振力。汽轮机转子偏心造成圆可能会出现因转子质量不平衡、轴系不对中、轴系周方向叶顶间隙分布不均匀，由于叶顶间隙分布不过长、轴承座结构共振等故障引起的轴系强迫振动均匀，同一级中各叶片上的气动力就不相等。叶片问题。因蒸汽参数高，大型机组还可能会出现汽流上的周向气动力除合

4、成一个扭矩外，还合成一个作激振引起的自激振动。该发电公司3号机组在达到用于转子轴心的横向力。此横向力随转子偏心距的额定负荷时，2号轴振突增就属于此种振动。增加而增大，形成转子的自激激振力。蒸汽激振力的大小取决于转子的偏心距和蒸汽密度。2汽流激振发生的机理特征和预防措施(3)作用在转子上不对称的蒸汽力和力矩。对于喷嘴调节的汽轮机，高压缸进汽方式不一致，调大型机组的发电容量不断提高，级数和工作初节级进汽的非对称性产生不对称的蒸汽力，在某个参数不断增大，使得汽轮机转子的临界转速降低，工况下作用在转子上的合力可能向上抬起转子，使

5、工作转速与临界转速的比率增大；同时汽轮机蒸汽得轴承比压减小，导致轴系稳定性降低。一方面，参数的提高，高压缸进汽密度及流速的增大，使得此力影响轴颈在轴承中的位置，造成轴承载荷变化，蒸汽作用在高压转子上的切向力对动静间隙、密封进而使得转子失稳；另一方面，汽缸跑偏、转子径结构以及转子与汽缸对中度的灵敏度提高，增大了向位移等引起蒸汽在转子上力矩径向分布不平衡，作用在高压转子上的激振力，这些将导致轴系振动也可能引起转子涡动。一●一电力安全技术第16卷(2014年第9期)2．2汽流激振的特征3汽流激振过程分析与治理(1)一般发生在大

6、容量高压转子上高压缸调节级处的汽流激振最为严重，汽流激振属于自激振动，3．1汽流激振过程这种振动不能用动平衡的方法来消除。哈汽设计的配汽方式为三阀点，即调门开启(2)机组负荷增加到某一数值时，、才会发生蒸顺序为CVI+CV2+CV3一CV4(CV1、CV2、CV3汽自激振荡。如果不采取任何措施，则只有当负荷同时开启)。高调门的喷嘴数、布置方式如图l所示。再降到这一数值后，振动才会消失。汽流激振在负由于两阀点CV2+CV3一CV1一CV4(CV2、CV3荷增减过程中易重复发生，有时还与调速汽门的开同时开启)的节能配汽方式在

7、4号机组得到成功应启顺序和开度有关。用，于是在3号机进行了配汽试验。在做流量特陛(3)汽流激振主要来源于轴封轮缘围带区产生试验强制关闭CV1时，2号轴振开始突增突降并的蒸汽涡动力。该涡动力垂直于转子轴心的偏移方具有反复性；当CV1开大后，2号轴振逐渐下降。向，推动转子发生半速涡动，汽流激振的振动频率经分析：高压转子发生了汽流激振，因此暂时取消等于或略高于高压转子一阶I临界转速，即振动频率两阀点节流配汽方式。f=n／60(n。为转子第一临界转速)。在大多数情况下，振动成分以接近工作转速一半的频率分量为主。高调门；喷嘴数由于

8、实际蒸汽激振力和轴承油膜阻尼力的非线性特上左／＼／／右征，有时会呈现谐波分量。(4)汽流间隙激振力与叶轮的级功率成正比，t／CV1(29)CV3(29)}7与动叶的平均节径、高度和工作转速成反比；间隙转子旋转激振容易发生在汽轮机大功率区段及叶轮直径较小方向rf＼3l和短叶片的转子上，即高参数、大型汽轮机的高压＼CV2