CN110374696B - 提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法，该机组***汽轮机包括一个高中压外缸和高压内缸，汽缸为双层缸结构，高中压外缸内部装有高压内缸、高压蒸汽室、中压蒸汽室、二套隔板套、前汽封和后汽封，在机组启动前，将汽封圈进行工艺调整，将胀差从4mm提高至6mm，同时在缸体外部增加暖缸管道，先进行暖缸操作，确保汽轮机一次启动成功，顺利并网发电；本发明每次启动均能实现一次成功并网发电，机组运行平稳且能实现满负荷运行，运行期间机组各项参数良好，极大提高了公司的发电效益。

Description

提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法

技术领域

本发明涉及一种提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法。

背景技术

汽轮机是由双缸、单轴、冲动、抽汽背压型汽轮机，本汽轮机的汽缸为双层缸结构。高中压外缸内部装有高压内缸、高压蒸汽室、中压蒸汽室、二套隔板套、前汽封和后汽封等部套，通流部分由13级压力级和2个调节级组成。

在机组设计方面存在不足之处。主要存在以下三方面问题：

1、汽轮机的热膨胀曲线跟设计不符，每次冷态开机时，均由于胀差过大而导致跳机，无法实现汽轮发电机组并网发电。对外供热只能通过双减，严重影响生产的稳定性及经济效益。

2、1#汽轮机带负荷7MW以上、2#汽轮机带负荷在24MW以上均产生异响，且缸体高频振动，影响机组安全，无法实现高负荷运行。本汽轮机组蒸汽压力13.24MPa,蒸汽温度535℃，缸体高频振动会导致缸体螺栓松动，管道接口因振动破裂，压力表爆裂，造成高温高压蒸汽泄露，严重威胁人身及设备安全，影响正常生产。

3、汽轮机高压端轴封位置蒸汽外漏严重，污染机组润滑油，造成热工元器件失效或损坏，甚至导致人员烫伤。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法，

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法，该机组***汽轮机的汽缸为双层缸结构，高中压外缸内部装有高压内缸、高压蒸汽室、中压蒸汽室、二套隔板套、前汽封和后汽封，其特征在于：

在机组启动前，将汽封圈进行工艺调整，将胀差从4mm提高至6mm，同时在缸体外部增加暖缸管道，先进行暖缸操作，确保汽轮机一次启动成功，顺利并网发电；

在机组运行过程中，对内缸第一隔板套、第二隔板套、中压蒸汽室出汽侧、进汽侧进行固有频率测试，同时测试各级隔板的固有频率及各级叶轮的固有频率，各级隔板频率及叶轮频率未出现在232Hz-243Hz之间，说明隔板及叶轮不是汽轮机振动的原因，两级隔板套由于自身刚度很高，通过敲击测试很难激起其固有频率振动，中压蒸汽室进汽侧频率稍高，出汽侧三个频率与汽机异常振动的频率比较接近，而且出汽侧很容易被激励，说明出汽侧的刚度明显偏弱；

首先，改变径向汽封体同第一级隔板套的连接方式，将原螺栓连接方式改为螺栓连接+焊接方式，增强二者的连接可靠性和径向汽封体的刚度，避开高频振动范围；

其次，在中压蒸汽腔室增加四个加强螺栓，将中压蒸汽腔室前后隔板连接，提高出汽侧的刚度，避开高频振动范围；

再次，将中压蒸汽室正上方、正下方、左右的四个挡汽板去除，消除蒸汽节流产生的“哨子效应”，产生高频，引起部件的高频振动；

最后，在第一隔板套腰围背部上进行补焊四个面积3平方厘米的搭子，在热态情况下使隔板套通过搭子受力于汽缸，增强隔板套的刚度，避开高频振动范围；

对第二个汽轮机的中压蒸汽室加固后进行固有频率测试，分别测试进汽侧上22.5度、67.5度及出汽侧上22.5度、67.5度，对比加固前的固有频率，中压蒸汽室固有频率提升；

根据前期汽轮机运行状态，调整径向的设计间隙，将间隙按设计下限或低于下限进行安装调整，减少汽封漏汽量，提高蒸汽的利用效率，同时消除蒸汽外漏现象。

本发明的有益效果是：自改造完成后至今，每次启动均能实现一次成功并网发电，机组运行平稳且能实现满负荷运行，运行期间机组各项参数良好，极大提高了公司的发电效益。

附图说明

图1为中压蒸汽室出汽侧固有频率测试图。

图2为中压蒸汽室进汽侧固有频率测试图。

图3为中压蒸汽室进汽侧上22.5度位置固有频率波形频谱图。

图4为中压蒸汽室进汽侧上67.5度位置固有频率波形频谱图。

图5为中压蒸汽室出汽侧上22.5度位置固有频率波形频谱图。

图6为中压蒸汽室出汽侧上67.5度位置固有频率波形频谱图。

具体实施方式

一种提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法，该机组***汽轮机的汽缸为双层缸结构，高中压外缸内部装有高压内缸、高压蒸汽室、中压蒸汽室、二套隔板套、前汽封和后汽封，

为实现机组顺利启运，并网发电，满足汽缸体膨胀要求。对厂家设计图纸进行充分研究探讨后，在不改变现有设备构造的情况下，将汽封圈进行工艺调整，将胀差从4mm提高至6mm，从技术层面降低开机要求，同时在缸体外部增加暖缸管道，机组启动前先进行暖缸操作，确保汽轮机一次启动成功，顺利并网发电。

在机组运行过程中，对产生高频振动的部位进行查找及测量，初步判断其产生异响的部位，并对该部位的内部部件图纸进行仔细研究，同时利用专业设备测振，结果如下：

对内缸1#隔板套、2#隔板套、中压蒸汽室出汽侧、进汽侧进行固有频率测试，同时测试各级隔板的固有频率及各级叶轮的固有频率，各级隔板频率及叶轮频率未出现在232Hz-243Hz之间，说明隔板及叶轮不是汽轮机振动的原因，两级隔板套由于自身刚度很高，通过敲击测试很难激起其固有频率振动，中压蒸汽室进汽侧频率稍高，出汽侧三个频率与汽机异常振动的频率比较接近，而且出汽侧很容易被激励，说明出汽侧的刚度明显偏弱。

表1 各部件固有频率表（Hz）

部位	2#隔板套	1#隔板套	中压蒸汽室进汽侧	中压蒸汽室出汽侧
					主要频率	无法激振	无法激振	308.8、400、248.8	225、251.3、232.5

如图1、2所示：依据测量结果，经过研究探讨，决定对该部位的两个的部件提出了优化改进。

改变径向汽封体同第一级隔板套的连接方式，将原螺栓连接方式改为螺栓连接+焊接方式，增强二者的连接可靠性和径向汽封体的刚度，避开高频振动范围；

其次，在中压蒸汽腔室增加四个加强螺栓，将中压蒸汽腔室前后隔板连接，提高出汽侧的刚度，避开高频振动范围；

再次，将中压蒸汽室正上方、正下方、左右的四个挡汽板去除，消除蒸汽节流产生的“哨子效应”，产生高频，引起部件的高频振动；

最后，在第一隔板套腰围背部上进行补焊四个面积3平方厘米的搭子，在热态情况下使隔板套通过搭子受力于汽缸，增强隔板套的刚度，避开高频振动范围；

对2#机组中压蒸汽室加固后进行固有频率测试，分别测试进汽侧上22.5度、67.5度及出汽侧上22.5度、67.5度，固有频率见表2，各点敲击波形频谱图见图3-图6，对比加固前的固有频率，中压蒸汽室固有频率提升很多，频率大于13倍的转速频率，气流激振应该不会激起较高频率的振动。

表2 中压蒸汽室固有频率（Hz）

	上22.5度	上67.5度
			进汽侧	683.8、691.3	683.8、691.3
出汽侧	690、683.8	690、683.8

根据前期汽轮机运行状态，结合开缸后汽封的磨损情况，通过分析及计算，在保证不碰磨的情况下，调整径向的设计间隙，将间隙按设计下限或低于下限进行安装调整，减少汽封漏汽量，提高蒸汽的利用效率，同时消除蒸汽外漏现象。

经过对问题的分析及探讨，按照优化方案进行实施后，两台机组分别改造完成。自改造完成后至今，每次启动均能实现一次成功并网发电，机组运行平稳且能实现满负荷（35MW）运行，运行期间机组各项参数良好。

通过本次优化改造，1#机组实现了从最高只能带7MW负荷到现在带35MW负荷运行，2#机组实现了从最高只能带24MW负荷到现在带35MW负荷运行，极大提高了公司的发电效益。

到目前为止，2台机组在各负荷下均没有再出现“异响”，曾经让各方都束手无策没有解决的问题，在我们的倾力攻关下得到了完美解决。

Claims (1)

1.一种提升抽背式汽轮机组***安全稳定运行的方法，该机组***汽轮机的汽缸为双层缸结构，高中压外缸内部装有高压内缸、高压蒸汽室、中压蒸汽室、二套隔板套、前汽封和后汽封，其特征在于：

在机组启动前，将汽封圈进行工艺调整，将胀差从4mm提高至6mm，同时在缸体外部增加暖缸管道，先进行暖缸操作，确保汽轮机一次启动成功，顺利并网发电；

在机组运行过程中，对内缸第一隔板套、第二隔板套、中压蒸汽室出汽侧、进汽侧进行固有频率测试，同时测试各级隔板的固有频率及各级叶轮的固有频率，各级隔板频率及叶轮频率未出现在232Hz-243Hz之间，说明隔板及叶轮不是汽轮机振动的原因，两级隔板套由于自身刚度很高，通过敲击测试很难激起其固有频率振动，中压蒸汽室进汽侧频率稍高，出汽侧三个频率与汽机异常振动的频率比较接近，而且出汽侧很容易被激起，说明出汽侧的刚度明显偏弱；

首先，改变径向汽封体同第一级隔板套的连接方式，将原螺栓连接方式改为螺栓连接+焊接方式，增强二者的连接可靠性和径向汽封体的刚度，避开高频振动范围；

其次，在中压蒸汽腔室增加四个加强螺栓，将中压蒸汽腔室前后隔板连接，提高出汽侧的刚度，避开高频振动范围；

再次，将中压蒸汽室正上方、正下方、左右的四个挡汽板去除，消除蒸汽节流产生的“哨子效应”，产生高频，引起部件的高频振动；

最后，在第一隔板套腰围背部上补焊四个面积3平方厘米的搭子，在热态情况下使隔板套通过搭子受力于汽缸，增强第一隔板套的刚度，避开高频振动范围；

对汽轮机的中压蒸汽室加固后进行固有频率测试，分别测试进汽侧上22.5度、67.5度及出汽侧上22.5度、67.5度，对比加固前的固有频率，中压蒸汽室固有频率提升；

根据前期汽轮机运行状态，调整径向的设计间隙，将间隙按设计下限或低于下限进行安装调整，减少汽封漏汽量，提高蒸汽的利用效率，同时消除蒸汽外漏现象。

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