机组故障

汽轮机组运行比武考试培训提纲•汽轮发电机组运行的最根本的宗旨•汽轮发电机组运行内容中的暖管、启动升速、并网带负荷及甩负荷停机各阶段中的特殊注意事项•汽轮发电机组运行主要监视参数异常分析及处理•汽轮机异常故障分析及处理•汽轮发电机组变工况运行的几个特殊例子一、汽轮发电机组运行的最根本宗旨•汽轮发电机组运行的宗旨是：安全运行、稳发满发、•汽轮发电机组运行的安全性高于一切其他要求。•严格遵守运行规程，精心操作，严格遵守操作票及监护人制度等。在可能的前提下，坚持压红线运行，滑压运行，精心调整低压汽封压力，保持机组有较高的真空等，结合以上运行方式及其他手段，保持机组运行的经济效益的最大化。二、汽轮发电机组运行内容中的暖管、启动升速、并网带负荷及甩负荷停机各阶段中的特殊注意事项1暖管阶段：机组启动前暖管时，要注意汽门严密、漏汽与否，若漏汽量较大，可导致汽缸疏水冲刷下缸，造成上下缸温差大于50℃，从而造成以后启动阶段中，汽缸内部上下密封间隙减小太多，而造成动静碰磨，影响机组安全启动。为什么要求汽缸上下温差不大于50℃，内缸温差不大于30℃，因为钢铁的线膨胀系数约为：12μm/℃/m，也就是每度每米1丝的膨胀量，若温差为50℃，则消失的动静间隙约为50丝，即安全动静间隙将全部消失掉，从而极有可能造成转子与静止密封体的碰磨，而产生异常振动，严重影响机组升速过临界。二、汽轮发电机组运行内容中的暖管、启动升速、并网带负荷及甩负荷停机各阶段中的特殊注意事项2启动升速阶段：因机组是在冷状态向热状态过渡，若暖机不够，或温升率过快，进汽参数与转子、汽缸金属温度适配不好，易产生差胀大及上下缸内外缸温差大，极易减小安全旋转动态间隙，影响机组振动，为此，可用减小蒸汽参数（低汽压、低汽温、减小升速率、减小升温差降低真空、保持进汽有较大流量）的升速方法，以减小转子及汽缸的热应力为目的升速启动方法，保证机组安全启动到高速定速；启动过程中有任何异常而不能控制时，应迅速打闸停机，进入闷缸状态，建议先降速处理，无效时应立即停机二、汽轮发电机组运行内容中的暖管、启动升速、并网带负荷及甩负荷停机各阶段中的特殊注意事项3.机组的不同状态下的带负荷运行要求：主要是机组在冷状态、温态、热态及极热态下，接带负荷的不同特点、要求及注意事项，一句话：在各个阶段都尽量达到进汽与汽缸金属温度适配，热态时，创造好条件，迅速、快速升负荷，极热态时，建议进汽温度高于第一级金属温度50~100℃。二、汽轮发电机组运行内容中的暖管、启动升速、并网带负荷及甩负荷停机各阶段中的特殊注意事项项•汽轮发电机组甩负荷停机时某些特殊异常操作：•A、滑停时，汽温滑到390℃下再解列，因为390℃是转子永久性弯曲的变形点，一般情况下，只有转子的上下温差不超过此极限，一般不会发生转子的永久性弯曲，因此滑停时尽量滑到此点。•B、进汽参数异常，如大幅降温、或汽缸发现进水时，及其它控制不了的情况时，甩掉负荷后应立即进入闷缸状态，应熟悉、熟练掌握闷缸技术。•C、甩负荷停机时，应在检查汽门可以关闭下来无异常时，再解列，以免汽轮发电机超速。三、汽轮发电机组运行主要监视参数异常分析及处理1.轴振或轴承座振动异常分析•A、低速时振动大分析（轴系晃动度大，严重不对中、大轴弯曲等）•B、中速或过临界时振动大分析（差胀大、动静摩擦等）•C、高速下振动大分析（不平衡等）•D、超过第一阶临界转速的不稳定振动分析（汽流激振或油膜失稳）•E、轴振大还是轴承座振动大的原因分析判断•F、带负荷后的振动增大分析（热态不平衡、不对中等）2.轴瓦温度高或温度异常的分析•低速下瓦温高的分析（油流量小、进油阻力大等）•高速下瓦温高的分析（载荷重、瓦块卡涩、轴承座高层太高等）•盘车转速下瓦温高的分析（晃动度大，油池太小、太浅）3.真空低或端差大的分析•真空低（空气系统漏气，凝汽器水位高，循环水温度高，冷水塔填料部分掉落，造成部分空气短路，循环水循环倍率太高等）•端差大（凝汽器管道结垢等）四、汽轮机异常故障分析及处理1.汽轮机进水弯轴振动大分析及处理•暂态弯曲（弹性弯曲），可恢复，不需直轴•永久弯曲（塑性弯曲），不可恢复，需直轴2.汽轮机末级叶片水蚀分析：•长期严重超负荷运行•长期低主蒸汽参数运行•长期调峰•末级前疏水不好•后汽缸凝汽器结合部有反溅水区•叶背疏水不好，个别设计无疏水孔•次末级前后抽气量大3.汽轮机组轴系各轴承化瓦分析•高速下或工作转速下一般不会化瓦，而中低速下易化瓦（静压轴承和动压轴承工作原理的不同）•几个实例：•南定电厂60MW机组，#3瓦的完全化瓦现象•聊城电厂50MW机组全轴系化瓦现象（断油）•其它个别厂的不同个别轴瓦化瓦拉熔（一般不断油）五、汽轮发电机组变工况运行的几个特殊例子1.个别调节级后压力增高的分析（蓬莱电厂#1机），真空低造成2.相同功率下，流量增大的原因分析（机内漏气，个别进汽或抽汽门杆漏气，或级间漏气，汽封间隙太大漏气，漏气量很大时，应考虑是汽门杆或级内串汽造成）3.有关个别级后压力异常的分析•静叶结垢，部分堵塞•调节级叶片部分脱落•汽机通流部分结垢堵塞•机组真空低•机内漏气•有关调节级后仪表管传出焊口开裂•级间或门杆漏气•有关抽汽导管密封垫圈装反，久之漏气•内缸螺丝断裂从而造成内缸向外缸漏汽4.超发功率的危害性（末级隔板增加额外受力特别大，时间久了造成放射性开裂现象，末级及次末级叶片水蚀厉害。）汽轮发电机组的故障诊断•1动静之间相互碰摩：针对汽机轴汽封结构•2支撑刚度下降：针对轴承及台板支撑松动•3局部结构共振：针对薄壳小构件响应过大•4转子刚度不对称：针对转子对轮紧力不匀•5次偕波自激振动：针对油膜失稳气流激振•6现场动平衡中的非线性：非常规的动平衡•7汽轮机组极端事故：汽机难控制时的对策•8汽轮发电机组漫谈：新概念新技术新设计1动静相互碰摩•A。碰摩首先要与轴承结构故障等区别开来•B。碰摩在轴系中的位置不同，振动现象不同：轴瓦。轴封。隔板。油挡。碳刷各不相同C。被碰摩材料种类不同，振动现象不同：不锈钢。铜质合金。塑料王及其他软性材料D。碰摩严重程度不同振动特征不同轻度，不发散，局部碰摩。中度，呈跟随-退让现象，整周摩擦。重度，易发散，往往伴有轴承座或汽缸体及水泥基础的低频晃动或E。碰摩还要与热变形区别开来（碰摩的波德图不一定有闭环路，但转子的热变形一定有闭环回路2支撑刚度下降•A。支撑刚度下降的主要特征是：•轴承座振动较大，而对应轴振动较小；轴承支撑上下连接处振动差别大；轴承三维方向振动差别大，单维方向振动相位差别大轴向振动特别大；轴承回油温度相对较低B。若要判明支撑刚度下降，须做轴承外特性和轴振动实验（300MW机组轴承座底部开裂）C。故障判明后的对策：1，加固2，改进结构3，改变支撑位置D。以上对策暂不能实施时，若此时振动较稳定时，可做有限度的现场动平衡（因有动刚度带来的非线性）3局部结构共振•.支撑动刚度改变引起的结构共振：•主要发生在某些薄壳结构或支撑部分中的小质量构件上•某些轴承座座落在汽缸上的易发生共振•某些轴承座上的测轴振涡流探头杆易发生100HZ特征频率的异常振动•某些结构的可倾瓦背部支撑面积或支撑刚度的改变也可引发结构共振•结构共振的现场识别和处理对策：•做扫频试验，验证鼓包（共振高峰）所在的位置，视其与工作转速的远近，再决定是提高还是降低刚度；也可作有限度的现场动平衡4转子或对轮刚度不对称•A。某些结构的发电机转子的线圈和磁极部分形成的所谓大小头，其两部分的刚度差别太大时，易产生二倍频异常振动。•现场对策：在测振回路中加装陷波器。•B。对轮周圈螺栓紧力大小差别太大时，或对轮螺栓紧力绝对值太小时，会发生严重的刚度不对称或刚度不足，易产生振动随负荷逐渐上涨的现象•现场对策：重新均匀紧固对轮螺栓5。次偕波自激振动•A。油膜涡动或油膜振荡•易在轴系两端端部轴承处发生，此处自由度较大，轴系扬度较大，轴系中间发生变化，影响此处较大，简单处理奏效微（瓦开浅槽作用不大），300MW机组轴系特点（1—7瓦的结构），600MW机组轴系末端6#轴瓦可倾瓦设计的合理性的质疑续上页•B。汽流激振•汽流激振的振动特征是与机组所带负荷有紧密关系•对策：1。调整配汽方式，即调整调节气门顺序（阀序）•2。以上措施不奏效时，须特别调整轴封、隔板汽封与相应轴段的密封间隙（即特别在抬高轴承高程时也要同时抬高汽缸）6。现场动平衡中的非线性•A。动静碰摩发生的非线性•在此种情况下，做动平衡时应采用转子还未变形时的数据•B。在共振区发生的非线性•在此种情况下，做动平衡应减小计算和加重步长，摈弃坏点，采用好点，采取逐步逼近的方法•C。在轴系某些加重不敏感平面即节点处产生的非线性改换轴系中的其他加重平面•D。振动测点不和适，产生的非线性指测轴振探头位置有时对平衡对象不和适（是指轴承内侧还是外侧）轴振用涡流探头，轴承振动用速度探头（靠背轮处近似刚性转子）7。汽机极端事故时的对策•A。汽机进水，突然甩负荷，轴系振动超标，轴瓦乌金温度超标，停机后连续盘车投不上，油系统着火等一切暂不能控制或任何暂时不明的事故状态下应迅速采取闷缸措施。（详见《防止汽轮机转子永久性弯曲》一文，中国电力杂志，1997，12期，作者，周广顺等）•B。在汽机启动过程中，如果遇到轴系振动大，上下缸温差大，差胀大等不明原因引起的启动困难，都可用大流量、低参数、低真空、低汽封温度的启动方式缓解启动困难；若此措施也不能奏效时，可采用多次闷缸的方法解决（详见《汽轮机启动过程的主动控制》一文，2001，第3期，上海汽轮机杂志，作者，周广顺）•8汽轮发电机组轴系安全漫谈•A。轴系三支撑和四支撑的区别•1。轴系三支撑设计，轴系短，支撑少，但轴系振动传递敏感（这种一担挑，极易产生振动隔轴承传递的现象），对检修而言，对中较简单，但须用假瓦及临时支撑。三支撑稳定性较差。•2。轴系四支撑设计，轴系较长，支撑较多，但轴系振动传递相对弱，对检修而言，对中操作较复杂，但没有了假瓦，反而减小了对中出错，四支撑轴系稳定性较好。•建议：厂里技术条件较好时可采用三支撑结构•厂里技术条件较差时可采用四支撑结构续上页•B。轴承座落地布置和坐落在汽缸上布置•1。轴承座落地布置是种先进设计，减小了机组真空变化对轴承高程的影响，进而减小了振动对机组的影响，这种设计可能需要增加一点相关转子的长度，但只要处理好轴承与汽缸水平中分面连接处的分离关系及轴承座的从新落地设计，相关转子的轴向长度并不会增长多少。•2。轴承座座落在汽缸上的布置，在某种程度上讲，可以缩短相关转子的轴向长度，减少制造成本，但这样一来，轴承座须向汽缸端部凹窝里面靠，该轴承座下的水泥基础台板也须向中间靠，这就造成了轴承座的外伸悬臂基础台板，客观上造成了轴承座的重心非常靠近该外伸端；另外一点，该种设计造成了两点不能同时接地的特殊结构，产生了极不好的后果。续上页•C。现代所谓傻瓜汽轮机发电机组的设计理念•1。窄小发兰：发兰螺栓抠进缸体内外温差小•2。圆柱形缸体：高压缸成圆柱形整体温度均匀•3。各缸体之间的推拉连杆：刚度大重心低•4。低压内缸与高中压外缸之间的特殊推拉结构：推拉连杆只与低压内缸连接，低压内外缸之间只保持密封关系，低压外缸落地设计，轴系的膨胀推拉质量减掉了低压外缸质量，有利于机组的膨胀。•5。汽机级内高反动度设计，轴向动静间隙大，对差胀不敏感，此种设计机组差胀小，可快速接带负荷。•6。相关轴承底板镶嵌滑动性能好的特殊合金。续上页•D。汽轮发电机组轴系轴承设计新理念•1。原轴承紧力设计现改为间隙设计•2。原轴承背部70%接触面积现改为部分均匀接触设计。（西门子鱼脊背轴承设计）•3。轴承按在轴系中所承受的载荷不同而设计为不同的型式：看进口300MW机组轴系中各轴承设计特点；600MW机组尾部轴承设计有误。•4。各汽缸端部及对轮处都设计有外部加重手孔门。•5。发电机后轴承应加强轴向刚度设计•6。前轴承箱中的主油泵不应取消•7。有关TSI的功能及设计改进问题谢谢大家