预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大型汽轮机振动故障诊断和治理的技术领域，更确切地说涉及一种预防汽轮机汽流激振弓I起的跳机事故的控制方法。
【背景技术】
[0002]采用超超临界压力是提高汽轮机热效率的重要途径之一。随着我国电力工业的结构调整，研制、生产和发展超超临界压力机组是火力发电节约能源、改善环境、提高发电效率、降低发电成本的必然趋势。但是汽轮机蒸汽参数的提高会导致高压缸进汽密度增大、流速提高，蒸汽作用在转子上的切向力对动静间隙、密封结构及转子与汽缸对中度的灵敏度提高，增大了作用在转子上的激振力，这使超超临界汽轮机突发汽流激振的可能性大大增加。
[0003]随着超临界600MW、超超临界1000MW等级的大型机组大量投运，汽流激振问题日益暴露出来。汽流激振属于自激振动，是由汽轮机内部汽流激振力激励引起的振动。汽流激振会使轴系稳定性降低，严重时会诱发转子失稳，产生很大的低频振动，汽流激振成为影响超超临界汽轮可靠性的重要因素和面临的主要问题之一。汽流激振属于突发性振动，其不可预见性和引发大幅值低频振动的特点，当运行中汽流激振故障出现时，特别是在高负荷、高蒸汽参数情况，瞬间(几秒时间)激发的振动会超过汽轮机振动保护限值，这将直接导致振动大跳机事故，严重威胁机组的安全和经济运行。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，通过该控制方法能够有效抑制大幅值汽流激振故障，以达到汽轮机不因汽流激振故障而跳机的目的。
[0005]本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下步骤的预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，其特征在于:它包括以下步骤:
[0006]步骤1、当机组负荷大于m值时，开始启动预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的保护程序；
[0007]步骤2、轴系的振动测试系统通过汽机安全保护系统和汽机故障诊断系统得到汽轮机和发电机各轴承的轴振；
[0008]步骤3、根据所得到的汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的轴振的幅值进入相应的控制模式，具体的控制模式如下:
[0009]①、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过A值时，机组发出流量下调指令为al值，机组调门下关幅度为bl值，同时锅炉负荷减小Cl值；
[0010]②、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过B值时，机组发出流量下调指令为a2值，机组调门下关幅度为b2值，同时锅炉负荷减小c2值；
[0011]③、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的轴振的幅值均小于C值时且持续时间Tl后，机组的流量指令恢复初始设定值，恢复时间为T2。
[0012]采用以上结构后，本发明的预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，与现有技术相比，具有以下优点:
[0013]由于本发明的预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法通过监测汽轮机和发电机各轴承的轴振，当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过定值时，触发机组的流量指令直接下调，机组的调门速关一定的幅度，并减小锅炉负荷，从而来及时抑制气流激振。本控制方法设计了两档气流激振的保护定值、流量指令的下关幅度、流量指令的恢复时间，可有效抑制气流激振，避免机组跳机事故的发生。
[0014]作为本发明的另一种改进，所述的m值为500?550丽。所述的A值为75?85 μ m ;所述的al值为-2.5%?-3.5%;所述的bl值为9%?11 所述的cl值为25?35丽。所述的B值为115?125ym ;所述的a2值为-4.5%?-5.5% ;所述的b2值为14%?16% ；所述的c2值为45?55MW。所述的C值为55?65 μ m ;所述的Tl为280?320秒；所述的T2也为280?320秒。
【附图说明】
[0015]附图是本发明预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法的汽机的轴系布置图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0017]请参阅附图所示，某电厂#1机组选用东汽首次自主创新的冲动凝气式汽轮机N1030-24.36/600/600。机组轴系由高压转子、中压转子、A低压转子、B低压转子、发电机转子构成，每根转子由两个轴承支撑，从汽机端到电机端依次编号为I?10号。每根转子间采用刚性对轮连接，推力轴承在2、3号轴承之间，工作面在发电机侧。其中1、2、3、4号轴承为可倾瓦轴承，各有六块可倾瓦，5、6、7、8号轴承采用座缸式椭圆轴承，9、10号轴承采用端盖式椭圆轴承。
[0018]机组振动测试系统配有一套飞利浦的TSI系统、一套华科同安公司的TDM系统TN8000，可连续采集机组轴系各轴承处轴振、瓦振等参数。每道轴承座45° (与水平面形成的夹角)、135° (与水平面形成的夹角)方向各配置一个涡流传感器，轴承座45°处的涡流传感器测量所得的是轴承X向的轴振幅值，轴承座135°处的涡流传感器测量所得的是轴承Y向的轴振幅值。
[0019]该机在带负荷至520丽时，高压转子出现了突发性汽流激振，通过在线汽流激振治理，机组能带负荷至满负荷工况，但是始终存在小幅值的低频振动。某日O:50，1号机组在980MW工况稳定运行2小时左右，1、2号轴振再次出现突变，I号轴承Y向和2号轴承Y向轴振幅值分别瞬间达到为250、362 μπι，从而导致机组跳机。采用本发明来预防汽流激振导致的跳机事故。
[0020]采用本发明预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，它包括以下步骤:
[0021]步骤1、当机组负荷大于500MW时，开始启动预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的保护程序；
[0022]步骤2、轴系的振动测试系统通过汽机安全保护系统和汽机故障诊断系统得到汽轮机和发电机各轴承的轴振；
[0023]步骤3、根据所得到的汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的轴振的幅值进入相应的控制模式，具体的控制模式如下:
[0024]①、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过80 μ m时，机组发出流量下调指令为-3%，机组调门下关幅度为10%，同时锅炉负荷减小30MW ;
[0025]②、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过120 μπι时，机组发出流量下调指令为-5%，机组调门下关幅度为15%，同时锅炉负荷减小 50WM ；
[0026]③、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的轴振的幅值均小于60 μ m时且持续时间300后，机组的流量指令恢复初始设定值，恢复时间为300。
[0027]通过以上保护控制方法之后，气流激振得到有效抑制，I号轴承Y向和2号轴承Y向轴振幅值都恢复至正常值，将机组控制在安全健康运行模式，避免了机组跳机事故的发生。
【主权项】
1.一种预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤1、当机组负荷大于m值时，开始启动预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的保护程序； 步骤2、轴系的振动测试系统通过汽机安全保护系统和汽机故障诊断系统得到汽轮机和发电机各轴承的轴振； 步骤3、根据所得到的汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的轴振的幅值进入相应的控制模式，具体的控制模式如下: ①、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过A值时，机组发出流量下调指令为al值，机组调门下关幅度为bl值，同时锅炉负荷减小Cl值； ②、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过B值时，机组发出流量下调指令为a2值，机组调门下关幅度为b2值，同时锅炉负荷减小c2值； ③、当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的轴振的幅值均小于C值时且持续时间Tl后，机组的流量指令恢复初始设定值，恢复时间为T2。
2.根据权利要求1所述的预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，其特征在于:所述的m值为500?550丽。
3.根据权利要求1所述的预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，其特征在于:所述的A值为75?85 μm ;所述的al值为-2.5%?-3.5% ;所述的bl值为9%?11% ;所述的Cl值为25?35丽。
4.根据权利要求1所述的预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，其特征在于:所述的B值为115?125 μm ;所述的a2值为-4.5%?-5.5% ;所述的b2值为14%?16% ;所述的c2值为45?55MW。
5.根据权利要求1所述的预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，其特征在于:所述的C值为55?65 μ m ;所述的Tl为280?320秒；所述的T2也为280?320秒。
【专利摘要】本发明公开了一种预防汽轮机汽流激振引起的跳机事故的控制方法，通过监测汽轮机和发电机各轴承的轴振，当汽轮机的高压转子和高中压转子各轴承的X向和Y向的任一轴振的幅值超过定值时，触发机组的流量指令直接下调，机组的调门速关一定的幅度，并减小锅炉负荷，从而来及时抑制气流激振。本控制方法设计了两档气流激振的保护定值、流量指令的下关幅度、流量指令的恢复时间，可有效抑制气流激振，避免机组跳机事故的发生。
【IPC分类】F01D21-14
【公开号】CN104727866
【申请号】CN201510051925
【发明人】虞国平, 应光耀, 童小忠, 朱继峰
【申请人】浙江浙能中煤舟山煤电有限责任公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月31日