200MW机组首次启动振动大的原因分析和处理

转速目标值 * 给定值 转速偏差 * +, - . /0(
>,, - . /0( 升速率进行升速 C 制造厂提供高压转子临 界转速值 : ;8@ - . /0(D ， 反而滞留， 引起高压转子临
界转速下的共振， 从而造成机组轴系振动。 本台机组设计生产的高、中压调门均带有预启 阀 ， 高 调 门 全 行 程 为 =, //， 预 启 阀 行 程 占 ?7>< 中调门全行程 ;, //， 预启阀行程占 :, //。 高 //； 调门预启阀全部开启， 阀位应在 :;7@9 以上。 预启阀 通流直径为 =, //， 主阀直径为 :>, //C 主阀通汽 面 积 是 预 启 阀 的 := 倍 D。 在 =7@:>9 的 高 调 门 开 度 中， 预启阀 升 程 8 //， 即 使 在 8,： +;： == 时 E 高 调 门 开度 :=7:;<9 时 E 预启阀升 程 只 是 >7<? //， 在只有 预启阀工作而主阀不开时，进汽量不能满足高速率 通过临界的需要， 而且预启阀存在较大的空行程。 参 照图 : 和图 8， 转速从 : ,,, - . /0( 开始高速率过临 界时， 中调门阀位从 :=7?9 升至 =>7;?>9 ， 蒸汽压力 从 ,78 &!’ 降至 ,7,: &!’ ， 可以得出： 本次冲转高压 缸做功很少， 转速的上升主要是中压缸在做功， 但当 再热蒸汽压力降到零时， 中压缸作功能力已到极限， 若高压缸进汽流量仍不足，则会导致由于进汽量不 足以克服高速率过临界所需的能量，造成升速率下 降， 形成一段在未摆脱预启阀行程前的转速停滞区， 即转速调节 “死区” ， 引起滞留在临界转速下的共振。 综合以上现象， 分析得出： 本次冲车造成在临界 转速下滞留 >, F 使轴系突发性振动，是由于 #63 万方数据
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’ 号瓦振动值 ! !# -/(.0/+ 0/+ 0/+.(’/0 (’/0.*+/1 *+/1.+)/( +)/(.’-’/*
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冲车过程中主要参数记录
汽机主要运行参数
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次启动轴系振动大的原因分析， 发现 OPQ 调节系统 在设计上未考虑高压调速汽门的流量特性，致使机 组在冲临界时由于阀门在预启阀行程中流量极小， 存在较大的空行程，使升速过程中实际升速率达不 到设定值的要求， 导致转速有一明显的停滞期。 通过 仿真试验确定采用顺序阀启动方式，解决了轴系振 动问题， 并对调节系统进行分析， 提出了 改 善 OPQ 转速控制和运行控制的建议。 启动方式； 临界转速； 振 M 关键词 N 首 次 启 动 ； 动； OPQ 转速调节 M中图分类号N AR(+2S/’ M文献标识码N T （())( ） M文章编号N ’))2&+(’2 )*&))(0&)* 丰泰 发 电 有 限 责 任 公 司 ’ 号 汽 轮 机 是 哈 尔 滨 汽 轮 机 厂 生 产 的 :’,- ! U())&’(/1- ! -*- ! -*- 型 三 缸二排汽供热机组，汽轮机调节系统是哈汽自控 公 司 提 供 的 OPQ 电 调 系 统 ， 分别控制 , 个高压调 门和 , 个中压调门。 OPQ 提供了 顺 序 阀 启 动 方 式 （:E’、 :E( 高调门先同时开启，接近全开时再开启 然 后 开 启 :E,） 和单阀启动方式 （, 个 高 调 门 :E*， 同步开启） 。
为 ’ ’)).( *)) " ! #$%， -)) " ! #$% 暖机 ’) #$%， ’ ))) 升速过临界， 转速至 ’ 2)) " ! #$% " ! #$% 暖机 -* #$%， 以后， 升速率明显下降， 轴系突然出现剧烈振动， 其 中支撑高压转子的 ’ 号轴承振动最大，突增至 ’-’ 紧急打闸停机， 打闸时 ’ 号轴承振动最高升至 !#， 转速至零后， 投盘车检 ()) !#。破坏真空紧急停机， 查 ( 号 轴 承 处 大 轴 晃 动 值 为 -’) !# （ 原 始 值 ,， !#） ’/- V 后晃动值逐渐恢复至 ,2 !#。冲车过程 中主要参数见表 ’ ， 冲车过程中启动时间、 转速、 升 启动时间、 高 速率与 ’ 号轴承振动关系对照见表 (； 中调门开度、 转速与振动关系对照见表 * 。
表+
时间
内蒙古电力技术
启动时间、 高中调门开度、 以及转速与振动的关系
高调门 中调门
8,,8 年第 8, 卷第 + 期
:, ; < = 8 > :, :>
开度 . //
: 号瓦振动 8 号瓦振动
值 . !/ 值 . !/
转速 ・ ./0(2: : :,, : +:? : +>+ : =:@ : <@; : ?+, : ;88 : ;8< : ;++ : ;=; : ;>; : ;<: : ;<: : ;<: : ;<: : ;>@
作用可成倍放大快速提升调门开度，顺利通过阀门 调节死区。但这两种办法必须通过大量的动态试验 来证实其可行性， 而且， 这种试验对机组安全构成威 胁， 同时要延误机组启动时间。
流量 . 9
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首次启动振动大的原因分析
现象及过程 首次冲车按照哈尔滨汽轮机厂提供的启动运行
表(
启动时间、 转速、 升速率与 ’ 号轴承振动关系
转速范围 ・ !" #$%&’ 升速率 ・ !" #$%&’
启动时间
说明书和 ()) 49 级汽轮机运行导则的要求进行， 机组冷态启动， OPQ 采用单阀启动方式，升速率为 过临界时切换至 -)) " ! #$% ， 临界区设定 ’)) " ! #$%，
M收稿日期 N ())(&)*&*)
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转速目标值 转速给定增 实测转速
7
升速率选择
斜坡发生器
$%&!
1 2 ! 减法器
高限比较器 给定值 测量值 !"# 调节器
1 2 ! 减法器
高限比较器
7
345,
调门指令
345+,
图+
#63 升速调节控制逻辑图
:7878
改进方法 作为 #63 调节系统，可采取二种方式进行改
进， 一是取消由于转速偏差大而闭锁 “转速给定增” 的指令， 这样有可能造成机组超速或调节系统不稳； 二是在过临界过程中， 利用判据的另 : 个 !"# 调节 器， 加入实测转速升速率反馈信号。 该调节器的比例
8, ： +< ： :< 8, ： +< ： == 8, ： +< ： =; +< ： >< 8, ： 8, ： +? ： += 8, ： +? ： =, 8, ： +; ： ,< 8, ： +; ： ,; +; ： :8 8, ： 8, ： +; ： 8, 8, ： +; ： +, 8, ： +; ： +? 8, ： +; ： +; +; ： =, 8, ： 8, ： +; ： == 8, ： +; ： >,