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亚博体育app下载安装苹果振动大、氢气纯度差,故障原因竟然相同!

所属分类:行业百科    发布时间:2019-10-24   作者:admin
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某200MW机组运行过程中,在带大负荷阶段出现亚博体育app下载安装苹果轴振异常升高、亚博体育app下载安装苹果氢气纯度低的故障。亚博app官方下载安卓亚博体育app下载安装苹果批发通过跟踪对比亚博体育app下载安装苹果轴瓦振动的变化,制定了试验方案并实施,在分析运行及试验数据的基础上,对亚博体育app下载安装苹果轴瓦振动大故障进行了诊断。诊断结果表明,亚博体育app下载安装苹果轴瓦振动大的原因为亚博体育app下载安装苹果转子高负荷发生热弯曲,氢气纯度低的原因为振动大导致密封瓦和轴颈损坏,氢气受到密封油污染。根据诊断结果,结合现场实际运行情况,在7瓦滑环处加配重块,进行现场高速动平衡,同时对6瓦轴颈进行修复,更换6、7号密封瓦。动平衡和检修结果表明,亚博体育app下载安装苹果轴瓦振动得到了有效降低,氢气纯度恢复正常。


引言


汽轮亚博体育app下载安装苹果组振动大,将直接影响到机组的安全运行[1]。某200 MW汽轮亚博体育app下载安装苹果组于2006年投产,近年来机组运行中出现亚博体育app下载安装苹果6、7瓦振动异常升高的故障,振动频率主要以50Hz工频振动为主,6Y轴振幅值在107μm至145μm之间波动。伴随着亚博体育app下载安装苹果轴振升高,出现了亚博体育app下载安装苹果6瓦处密封瓦损坏严重,亚博体育app下载安装苹果漏氢量急剧增加,严重威胁机组运行安全。通过跟踪对比亚博体育app下载安装苹果轴瓦振动的变化,制定了相关试验方案并实施,在分析运行及试验数据的基础上,对亚博体育app下载安装苹果轴瓦振动大故障进行了诊断,并进行了相应的处理,汽轮亚博体育app下载安装苹果轴系振动处于良好状态,亚博体育app下载安装苹果氢气系统运行正常,对汽轮亚博体育app下载安装苹果组类似振动故障、氢气系统故障的分析及处理具有借鉴意义。


1、汽轮亚博体育app下载安装苹果组简介


某200MW汽轮机为单轴、三缸双排汽、中间再热、间接空冷凝式汽轮机,型号为:NJK200-12.7MPa/535℃/535℃,由一个高压缸、一个中压缸、一个低压缸组成。汽轮机高中压缸为合缸结构,两个低压缸均为双流反向布置并采用落地轴承座。汽轮亚博体育app下载安装苹果组轴系中除1号轴承采用可倾瓦式轴承,2号轴承为推力支持联合椭圆轴承,其余均采用椭圆形轴承。


配套亚博体育app下载安装苹果型号为QFSN3-200-2型汽轮亚博体育app下载安装苹果,采用自并励磁系统为亚博体育app下载安装苹果转子绕组供励磁电流。亚博体育app下载安装苹果采用定子绕组水内冷,转子绕组氢内冷,定子铁芯及其它部件氢气表面冷却的“水-氢-氢”冷却方式。亚博体育app下载安装苹果内部为密闭式循环通风结构,氢气由亚博体育app下载安装苹果两端的四角冷却器进行冷却。


该亚博体育app下载安装苹果采用双流环密封油系统,密封油系统由空侧和氢侧两个各自独立又互有联系的的油路组成,空侧和氢侧密封油同时向亚博体育app下载安装苹果两端的双流环式密封瓦供油,空侧和氢侧密封油通过两端的平衡阀保持油压相等,空侧密封油和氢气通过主差压阀维持两者差压稳定。


汽轮机亚博体育app下载安装苹果组轴系各轴承支撑情况及连接如图1所示。


2、振动及漏氢现象描述


该机组在2015年大修之后,亚博体育app下载安装苹果6、7瓦振动升高,2016年5月亚博体育app下载安装苹果6、7瓦通频振动情况见表1。由表1可以看出,机组在大负荷阶段、励磁电流较大的情况下,总会出现亚博体育app下载安装苹果6瓦振动增大、7瓦振动基本保持不变的现象,6X轴振热变量达到51μm;负荷变化过程中,亚博体育app下载安装苹果6、7瓦轴振主要是1倍频为主,并且相位比较稳定;当机组负荷、励磁电流降低之后,亚博体育app下载安装苹果6瓦振动也会随之降低,振动状态基本能够回到之前的基本状态。


伴随着亚博体育app下载安装苹果6瓦振动变大,亚博体育app下载安装苹果氢气纯度下降,补氢量增加,具体现象如下:该机组氢气纯度维持在96%以上较为困难,每天补氢量100m3左右,计算漏氢量8.14m3/d,氢气湿度偶尔有超标现象;汽端氢侧、空侧密封油平衡阀差压表摆动较大,摆动范围-100Pa-+100Pa;亚博体育app下载安装苹果存在进油现象,亚博体育app下载安装苹果底部排污管排油量达到500ml/d。


图1 汽轮亚博体育app下载安装苹果组轴系结构图


3、亚博体育app下载安装苹果在线振动试验


图1汽轮亚博体育app下载安装苹果组轴系结构图


为了进一步分析亚博体育app下载安装苹果振动的原因及振动特性,2016年7月12日,对该机组进行了轴系振动试验。试验过程中,维持机组有功、氢气温度、氢气压力不变,通过调整亚博体育app下载安装苹果无功,改变转子电流,收集轴系振动及亚博体育app下载安装苹果相关运行数据。试验结果见表2、表3、表4。


试验结果表明:当亚博体育app下载安装苹果励磁电流增加,6瓦振动升高;当亚博体育app下载安装苹果励磁电流降低,6瓦振动下降。亚博体育app下载安装苹果6瓦振动与励磁电流具有明显相关性。


由于氢气温度不具备试验条件(氢温达到了43℃,且冷却水门已全开,无调整余地),现场未进行氢温变化试验。通过查看机组的历史运行曲线,密封油温度、定冷水温度变化对轴系振动没有明显影响。


4、亚博体育app下载安装苹果振动故障诊断


查看6瓦、7瓦轴振相位基本稳定,现场轴瓦处未受阻,而其他转子线圈膨胀正常,就会导致亚博体育app下载安装苹果转子发生热弯曲,即亚博体育app下载安装苹果转子线圈不对称膨胀引起热不平衡,亚博体育app下载安装苹果轴瓦振动增大。这种故障引起振动与励磁电流也有相关性,暂时不能排除。


表2 表3 表4


(1)亚博体育app下载安装苹果转子线圈匝间短路


2号机组转子线圈匝间短路监测装置未安装,所以无法确认机组是否发生了匝间短路。但对比同厂同类型的3号机组运行情况,在相同有功,相同无功条件下,2号机组励磁电流没有明显增大,不具备匝间短路的现象,所以可以排除此故障。


(2)亚博体育app下载安装苹果内摩擦效应


如果亚博体育app下载安装苹果转子槽楔装配,间隔垫块安装工艺,护环、芯环装配工艺不良,在励磁电流增加的过程中,亚博体育app下载安装苹果转子线圈受热膨胀,会导致一部分转子线圈膨胀.[汽机监督]


(3)亚博体育app下载安装苹果冷却系统存在故障


从试验结果来看,亚博体育app下载安装苹果内部冷却系统存在故障可能性较大。本亚博体育app下载安装苹果2、4、6、8风区为冷却氢气入口温度,3、5、7、9风区为冷却氢气出口温度。由表4看出,1风区温度明显偏高,经热工人员检查为热工测点故障;亚博体育app下载安装苹果各风区氢气温度分布不均,多个相邻风区(4、5风区和6、7风区)进、出口风温没有温升。亚博体育app下载安装苹果转子冷却风道局部堵塞或者匝间绝缘移位会引起通风不畅,导致截面出现温度不对称,亚博体育app下载安装苹果转子热弯曲,振动增大[4-5]。


综合以上分析,对机组亚博体育app下载安装苹果振动增大的故障诊断如下:本亚博体育app下载安装苹果热敏性现象明显,轴瓦振动跟随机组有功正向变化,造成这种故障的原因主要为高负荷亚博体育app下载安装苹果转子发生热弯曲。亚博体育app下载安装苹果转子热弯曲的原因可能为:转子冷却不对称、亚博体育app下载安装苹果内摩擦效应。见异常摩擦声音,查看上次6瓦、7瓦密封瓦更换记录,安装尺寸、间隙符合规程要求,可以排除油挡碰磨的可能。


2号机组启动定速3000rpm时候,6X轴振107μm。随着亚博体育app下载安装苹果负荷升高,6瓦振动不稳定,呈现爬升状态。200MW时候,6X轴振158μm,热变量达到51μm。引起亚博体育app下载安装苹果热敏性的影响因素很多,包括转子冷却不对称、亚博体育app下载安装苹果转子线圈匝间短路、亚博体育app下载安装苹果内摩擦效应等[2-3]。


5、氢气纯度低故障诊断


针对亚博体育app下载安装苹果氢气纯度低的问题,现场开展如下检查:


(1)现场检查亚博体育app下载安装苹果与压缩空气管路、二氧化碳管路已可靠隔离。


(2)现场检查2号机组氢侧密封油箱补油管路温度较高,氢侧密封油箱正常排油管路及氢侧密封油快排管路温度与环境温度一致。


(3)尝试将关闭2号机组氢侧密封油箱补油阀之后,氢侧密封油箱油位快速下降,证明密封油回油量少。


(4)现场检查氢侧密封油箱油位跟踪良好,排除浮球故障可能。


(5)将氢侧密封油快排阀开关多次,排除阀门有内漏可能。


根据机组情况,结合现场检查情况分析,亚博体育app下载安装苹果氢气纯度低的.有可能的原因为:由于亚博体育app下载安装苹果轴振大,亚博体育app下载安装苹果密封瓦损坏严重,亚博体育app下载安装苹果密封油串入亚博体育app下载安装苹果内部,造成亚博体育app下载安装苹果内部氢气受到污染,纯度下降。


6、故障处理


由于现场并不具备亚博体育app下载安装苹果解体或返厂检修的条件,而且机组轴系振动的幅值、相位情况基本稳定,所以,在现场具备的条件下,以高速动平衡来补偿亚博体育app下载安装苹果热弯曲。


经过动平衡计算,.终在亚博体育app下载安装苹果转子末端7瓦滑环处燕尾槽加平衡重量757g∠234°。轴系动平衡前后振动情况见表5。机转子轴颈部位进行了修复,启动后亚博体育app下载安装苹果氢气系统运行正常,氢气纯度合格。


7、结语


(1)通过现场对亚博体育app下载安装苹果氢气和密封油系统进行检查,并开展亚博体育app下载安装苹果轴系在线振动试验,查找到了本机组亚博体育app下载安装苹果氢气纯度低以及亚博体育app下载安装苹果轴振升高的原因。


(2)通过现场进行亚博体育app下载安装苹果转子高速动平衡,亚博体育app下载安装苹果转子的热弯曲状态得到改善,轴系振动处于良好状态,同时对6瓦轴颈进行修复,更换6、7号密封瓦,亚博体育app下载安装苹果氢气纯度恢复正常,达到预期的效果。


表5 亚博体育app下载安装苹果转子动平衡前、后振动对比


从动平衡的结果来看,亚博体育app下载安装苹果轴振得到了有效降低,各瓦振动值在优秀范围以内。同时,在机组停运期间,对损坏的亚博体育app下载安装苹果密封瓦进行了更换,对磨损的发电


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