汽轮机典型案例分析8.ppt

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1、1汽轮机典型故障案例八某600MW汽轮机转子裂纹河南电力试验研究院荆百林二0一一年十二月21、概况某公司#2汽轮机为上海汽轮机厂有限责任公司制造的660MW超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。高、中压缸采用合缸结构，两个低压缸为对称分流式，机组型号为N660-24.2/566/566。2007年8月22日通过168小时试运行。2008年3月第一次小修，2009年2-4月第一次大修，2010年5月小修，2011年3月小修。该机共有9个轴承，#1、2轴承为支撑高中压转子的轴承，#3、4轴承是

2、支撑低压Ⅰ转子的两个汽缸轴承，#5、6轴承是支撑低压Ⅱ转子的两个汽缸轴承,#7、8轴承为发电机的两个端盖轴承，#9轴承为励磁机转子支撑轴承。3图1:660MW机组轴系示意图42、简要过程2011年8月初，该机组振动异常，#3、4、5、6轴振明显增大。以前#1轴振和#8轴振偏大，#3、4、5、6轴振均较小。查DCS历史趋势，发现从7月18日出现增大趋势，数据见下表（表中振动数据单位为μm）：时间3456XYXYXYXY2011.7.1618185442485757712011.7.266458666458646

3、1832011.8.52021761281531009710013452.1振动特点：主要是基频振动；停机过临界#3、4、5、6振动值均较小；在300r/min时，#3、4、5、6原始晃动度较小。分析发现轴振与汽封温度相关性较强。试验证实，投入汽封减温水，振动会出现快速上涨，关闭减温水振动会下降，但是振动幅值不能回到原来数值。2.22011年8月5日，停机检修：检查汽封减温水喷头，未发现异常；检查低压对轮罩，未发现异常；解体检查#3、4、6汽封体，发现#3、4汽封轴颈处有明显磨痕，下部汽封齿有磨痕，

4、#6汽封体内有异物。适当放大了此处汽封间隙。68月9日，机组启动后，空载3000r/min状态下，3x/3y和4x/4y为142/125和94/120μm。停机在#3、#4轴承处加反对称重量，每处重量0.85Kg。加重后启动，额定转速空载下，#3、4轴振低于90μm。机组并网带负荷后，#3、4、5、6轴振仍处于上涨趋势，8月10日，3x/3y和4x/4y为141/89和39/59μm。2.3莫顿效应邀请国内知名振动专家分析，认为可以用“”来解释：滑动轴承中油膜的黏滞剪切能量造成了轴颈表面出现一个“热点”，与这

5、个热点对应的直径方向上存在温度梯度，导致轴颈圆周产生温差，造成轴颈临时热弯曲，振动增大。7莫顿效应振动失稳的处理主要措施:改变轴承几何参数，减小轴承长度;对轴颈材料进行改良，提高轴颈导热性能，减小温度梯度。具体做法如下：修刮#3、4轴承下瓦，同时增大#3轴封间隙0.02mm，去掉#3、4轴承处加重重块。8月16日，机组冲转，空载3000r/min状态下，3x/3y和4x/4y分别为226/190和167/201µm。通过调整润滑油温、启动顶轴油泵等试验，对抑制振动效果不大。但是把低压汽封度由134℃提高到15

6、9℃，低压转子两端轴振明显降低，3x/3y和4x/4y分别为和4x、4y轴126/146µm。8进行提升转速试验，升高到3150r/min，打闸后转速惰走到600r/min，再次升速到3000r/min后，3x/3y和4x/4y分别为241/205和171/205µm,打闸停机。检查发现中低联轴器有1/2的螺栓紧力不足，紧固角度为10°-15°。8月19，机组冲转定速3000r/min，10分钟后打闸停机。空载3000r/min状态下3x/3y和4x/4y分别为234/189和148/191µm。2.4接缸检

7、查：再次邀请国内知名专家，经过共同讨论，确定揭缸检查低压缸Ⅰ。金属专业人员多次对低压转子和相关部件进行无损检测。磁粉探伤检验部位为末级叶轮、次末级叶轮两侧、对轮螺栓盘以及末级叶轮外部汽封处。超声波检测部位为轴颈部位和轴颈汽封部位。未发现裂纹类缺陷。92.5转子返厂：再次邀请国内多名振动专家分析研究，没有形成明确统一意见，被迫尝试到上海汽轮机厂进行高速动平衡，试图排除转子异常。9月初汽轮机转子返厂后，进行了全面的无损检测，未发现裂纹类缺陷。在随后进行的动平衡试验中，发现转子在通过第一临界点时较电厂运行数据明显变

8、大。说明在装卸和运输过程中，转子平衡状态发生了很大变化。动平衡后，汽轮机厂对转子进行了第二次全面检查，包括磁粉和超声波，仍旧未发现裂纹类缺陷。9月28日第二次动平衡后，检查发现#1低压转子轴颈相邻汽封面与末级叶轮变截面R弧处存在沿圆周方向裂纹，裂纹开口宽度4um左右，渗透探伤无法有效显示。1011裂纹123、设备后续处理集团公司决定购买新的转子，使用原来叶片。预计12月20日新转子运到电厂。4、本文