1000MW超超临界汽轮机汽流激振原因分析及治理_李大才.pdf

第 卷( 年第 期) 16 2014 9 电力安全技术 1 000 MW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 1 000 MW 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， 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 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，