概述辽宁东方发电有限责任公司与2005年投产两台350MW机组,#2机组2007年进行大修。
 
该机是哈尔滨汽轮机厂引进型优化设计并制造的N350-16.7/538/538型汽轮,系一次中间再热、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、反动、凝汽式汽轮机。
机组参数如下:额定功率P=350MW;额定转n=3000 r/min;汽轮机高中压转子临界转速1613 r/min,低压转子临界转速1598 r/min;发电机临界转速:一阶:1290 r/min;二阶:
3453 r/min;汽轮机的通流部分由高、中、低压三部分组成,共三十六级,其中高中压缸为双层缸,低压部分为三层双分流式。高压部分有一个调节级和十二个反动级,中压部分有九个反动级,低压部分为双分流式。每一分流有七个反动级,共十四级。
    
        
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            | Figure 1. turbine system  图1.汽轮机系统 | 
    
          汽压机振动处理
2.1故障情况
#2发电机组大修后第一次启动时,在转速n=3000 r/min,#3轴承的垂直振动为126μm,#4轴承的水平和垂直振动分别为146μm和148μm,#5轴承的水平振动180μm更是超过了报警值150μm。
2.2故障识别与分析
用振动分析仪对汽轮机低压转子两侧的#3,#4轴承进行监测。
(1)#3,#4轴承频谱分析(频谱见图2a,b)
(2) 振动幅值和相位测量 (见表1)
#3轴承 67°,15.59mm/s (126μm)
#4轴承271°,17.71 mm/s 146μm)
移动传感器90°测量,得到
#3轴承154°,15.59mm/s (126μm)
#4轴承356°,17.71 mm/s (146μm)
 
    
        
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            | Figure 2a #3bearing vertical spectrum        图2a    #3轴承垂直方向频谱图 | 
    
 
用振动分析仪对汽轮机低压转子两侧的#5,#6轴承进行监测。
 
    
        
            | Figure 2b #4bearing vertical spectrum  图2b #4轴承垂直方向频谱图 | 
    
 
(3)#5,#6轴承频谱分析(频谱见图3a,b)
(4) 振动幅值和相位测量 (见表1)
#5轴承225°,23.31mm/s (188μm)
#6轴承46°,13.87 mm/s (112μm)
移动传感器90°测量,得到
#5轴承150°,23.31mm/s (188μm)
#6轴承252°,13.87 mm/s (112μm)
 
    
        
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            | Figure 3a #5bearing horizontal spectrum        图3a    #5轴承水平方向频谱图           |   | 
        
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            | Figure 3b #6bearing horizontal spectrum  图3b    #6轴承水平方向频谱图 | 
    
 
Table 1. turbine 3000r/m bearing vibration value
表1. 汽轮机3000r/m时各轴承振动值
    
        
            |   | 单位:μm | 
        
            | 名称 | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 | 
        
            | 水平 | 56 | 47.8 | 53 | 146 | 188 | 112 | 
        
            | 垂直 | 43.6 | 57.1 | 126 | 148 | 101 | 30.1 | 
    
 
(5) 故障诊断和处理
根据#3和#4轴承的垂直振动的频谱图和#5,#6轴承的水平振动频谱图测量结果,可以初步判断转子存在质量不平衡问题。由于发电机转子在大修期间没有进行任何检修,配重块也没有移动,而低压转子末级叶片腐蚀严重,对其进行了处理,所以确定是由于质量变化引起的不平衡。考虑到转子在额定转速下的振型属于二阶振型,决定在汽轮机低压和发电机连接对轮发电机侧加配重块,经计算确定加重量871g,加重角度为50°。1
Table 2. turbine 3000r/m bearing vibration value
表2. 汽轮机3000r/m时各轴承振动值
    
        
            |   | 单位:μm | 
        
            | 名称 | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 | 
        
            | 水平 | 38.3 | 24.5 | 28.9 | 47.6 | 42.3 | 67.5 | 
        
            | 垂直 | 35.4 | 23.7 | 29 | 44.5 | 30.4 | 16.6 | 
    
 
从表2可以看出除了#6轴承水平振动略高以外,其余各轴承的振动基本正常。自此#2机组的故障处理结束。
References (参考文献)
[1]       Kou Shengli。Turbine-generator vibration and field balance 2007, 37(2), P195-197 (Ch).