汪杰斌，楊峰

(1.國(guó)投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽 宣城 242052;2.中電國(guó)際蕪湖發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽 蕪湖 241009)

0 引言

某發(fā)電公司#14機(jī)組是由上海汽輪機(jī)廠制造的N125－13.24/535/535 B151型超高壓、中間再熱、雙缸、雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組軸承臨界轉(zhuǎn)速:一階為1200 r/min;二階為1900～2100 r/min，發(fā)電機(jī)一階臨界轉(zhuǎn)速為1400 r/min。軸承振動(dòng)許可值:在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)值不超過(guò)0.05 mm;在臨界轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)值不超過(guò)0.10 mm。軸振許可值:報(bào)警值165 μm，跳機(jī)值260 μm。機(jī)組于1997年投入商業(yè)運(yùn)行，在2002年12月12日鍋爐臨時(shí)檢修結(jié)束后，汽輪機(jī)按冷態(tài)啟動(dòng)規(guī)程要求啟動(dòng)，在并網(wǎng)帶初負(fù)荷暖機(jī)過(guò)程中，高中壓轉(zhuǎn)子的支承軸承和低壓轉(zhuǎn)子前端軸承的軸振逐漸攀升，#2軸承的軸振先期達(dá)到跳機(jī)值(260 μm)，致使機(jī)組振動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。隨后進(jìn)行了近10次沖轉(zhuǎn)試驗(yàn)并在低壓轉(zhuǎn)子上進(jìn)行了加重試驗(yàn)，均未成功。12月18日，機(jī)組轉(zhuǎn)為大修揭缸檢查階段，在檢查中發(fā)現(xiàn)高中壓轉(zhuǎn)子發(fā)生了永久變形，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)高中壓轉(zhuǎn)子過(guò)橋汽封處的彎曲值達(dá)225μm。

1 機(jī)組啟動(dòng)及事故發(fā)生過(guò)程

某發(fā)電公司#14鍋爐臨時(shí)檢修結(jié)束:2002－12－12 T 01:05，鍋爐點(diǎn)火;03:42，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)并相應(yīng)投入汽缸夾層和法蘭螺栓加熱裝置;04:48，滿(mǎn)速;04:56，并網(wǎng)。

05:45，投運(yùn)高溫軸封汽，汽封母管壓力為0.057 MPa，投運(yùn)高溫軸封汽，汽封母管壓力和溫度均升高。05:46—06:03，期間汽封母管平均壓力為0.075 MPa。06:03，汽封母管壓力開(kāi)始下降，06:06—06:23，汽封母管壓力約為0.065MPa，汽封母管汽溫繼續(xù)升高。

06:23，增大高溫軸封蒸汽量汽封母管壓力升高。06:25—06:35，汽封母管壓力約為 0.083 MPa。06:34，汽封母管壓力持續(xù)升高，06:46，壓力達(dá)到0.104 MPa，溫度達(dá)到 300 ℃。

06:32，#1～#4軸承的軸振開(kāi)始上升，#1，#3軸承的軸振開(kāi)始上升，其后#2，#4軸承的軸振跟隨增大，增大速率以#2，#3軸承為大。因#1軸承振動(dòng)的基礎(chǔ)值較大，06:40，#1軸承的軸振超過(guò)報(bào)警值165 μm。06:57，#2軸承的軸振超過(guò)#1軸承并繼續(xù)呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

06:40，#2 瓦軸振動(dòng)大報(bào)警(165 μm)，06:50，#1瓦軸振動(dòng)大報(bào)警(165 μm)。運(yùn)行人員就地檢查#1瓦軸向振動(dòng)85 μm，水平方向振動(dòng)62 μm，垂直方向振動(dòng)58 μm;#2瓦軸向振動(dòng)51 μm，水平方向振動(dòng)63 μm，垂直方向振動(dòng)53 μm。此時(shí)高壓缸差脹3.75 mm，絕對(duì)膨脹 9.12 mm，軸向位移 －0.47 mm，真空度為 89.23 kPa。隨后#2瓦軸振逐漸增大，07:23:48，#2瓦軸振達(dá)保護(hù)動(dòng)作值跳機(jī)(260 μm)。

07:30，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速惰走至1069 r/min時(shí)，再次進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速升至1380 r/min時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓缸排汽逆止門(mén)未打開(kāi)，打閘停機(jī)并手動(dòng)開(kāi)啟高壓缸排汽逆止門(mén)。

07:35，轉(zhuǎn)速降至669r/min時(shí)第3次沖轉(zhuǎn)，#2，#3瓦軸振迅速增加，轉(zhuǎn)速升至1150 r/min時(shí)，振動(dòng)大打閘停機(jī)。08:00，轉(zhuǎn)子靜止，投盤(pán)車(chē)后測(cè)得的大軸晃動(dòng)值為110μm;08:22，測(cè)得的大軸晃動(dòng)值為25μm。

09:11，機(jī)組第4次沖轉(zhuǎn)，在測(cè)量轉(zhuǎn)子撓度為25 μm的情況下，以機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)方式再度沖轉(zhuǎn)。在500 r/min處停留檢查約45 s。轉(zhuǎn)速升至1512 r/min時(shí)，#2軸承的軸振快速增大，轉(zhuǎn)速升至1610 r/min時(shí)，#1軸承的軸振以更快的速度增大，09:17:11，#1軸承的軸振達(dá)到326 μm，打閘停機(jī)。在此過(guò)程中，#3軸承的振動(dòng)不大。

10:48，機(jī)組第5次沖轉(zhuǎn)，沖轉(zhuǎn)子撓度為50 μm。再次沖轉(zhuǎn)，在485～500 r/min間停留檢查，用時(shí)340 s。其后用時(shí)近4 min轉(zhuǎn)速升至1381 r/min并在1400 r/min(發(fā)電機(jī)一階臨界轉(zhuǎn)速)附近停留近5 min。11:04:20，轉(zhuǎn)速由 1323 r/min升至 1673 r/min，因#2，#1軸承振動(dòng)大而打閘停機(jī)。11:23:00，轉(zhuǎn)子靜止，測(cè)得的大軸晃動(dòng)值為60μm。對(duì)#1軸承和發(fā)電機(jī)平衡塊進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

19:09，機(jī)組第6次沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速維持在500～800 r/min，暖機(jī)2 h。21:15，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至1500 r/min時(shí)，因#1，#2軸承的振動(dòng)過(guò)大而打閘停機(jī);21:35，測(cè)得的大軸晃動(dòng)值為45 μm。

21:46，機(jī)組第7次沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速升至1560 r/min，#2瓦軸振過(guò)大而打閘停機(jī)。22:14，測(cè)得的大軸晃動(dòng)值為62 μm;23:40，測(cè)得的大軸晃動(dòng)值為55 μm。

2 現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)的測(cè)試及處理

#14機(jī)組經(jīng)多次啟動(dòng)，均以振動(dòng)大而失敗。為此，作者對(duì)機(jī)組幾次啟動(dòng)中各瓦的振動(dòng)情況進(jìn)行了解并在現(xiàn)場(chǎng)查閱了相關(guān)的參數(shù)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的異常，只是大軸晃動(dòng)值較初始值有較大幅度增加(初始值為20 ～30 μm，現(xiàn)為50 ～60 μm)。經(jīng)協(xié)商后決定再次啟動(dòng)機(jī)組，監(jiān)測(cè)各瓦軸振和軸承座振動(dòng)以獲得更多的原始數(shù)據(jù)，便于對(duì)振動(dòng)故障進(jìn)行診斷，同時(shí)嚴(yán)格控制振動(dòng)指標(biāo)以確保機(jī)組安全。

2002－12－13 T 12:38，機(jī)組進(jìn)行了第8次沖轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至1400 r/min時(shí)，#1，#2瓦軸振及軸承座振動(dòng)增加趨勢(shì)明顯，隨即降轉(zhuǎn)速至1100 r/min。各瓦軸振情況見(jiàn)表1。

穩(wěn)定30 min后再次升速，#2瓦軸振增加至220 μm，打閘停機(jī)。在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，#1，#2瓦軸振波德圖如圖1、圖2所示。

由測(cè)試數(shù)據(jù)分析可知，高中壓轉(zhuǎn)子存在較大的不平衡量。在現(xiàn)場(chǎng)高中壓轉(zhuǎn)子不具備加重條件的情況下，試圖通過(guò)在低壓轉(zhuǎn)子上加重來(lái)平衡掉高中壓轉(zhuǎn)子上的部分不平衡量，以解決機(jī)組啟動(dòng)中#1，#2瓦軸振的問(wèn)題。在低壓轉(zhuǎn)子增加質(zhì)量2800 g，機(jī)組再次啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速升至1500 r/min時(shí)，#2瓦軸振即達(dá)220 μm，打閘停機(jī)，所做的努力失敗。

比較試增加質(zhì)量前、后機(jī)組啟動(dòng)數(shù)據(jù)，#1，#2瓦軸振幅值、相位基本無(wú)變化，說(shuō)明在低壓轉(zhuǎn)子增加質(zhì)量不能解決機(jī)組#1，#2瓦振動(dòng)的問(wèn)題。建議揭開(kāi)高中壓缸進(jìn)行全面檢查。

3 揭缸后的檢查情況

解體后檢查發(fā)現(xiàn)，高中壓缸前汽封磨損嚴(yán)重，方位主要在擴(kuò)側(cè)(即車(chē)頭左側(cè))的上部，部分梳齒有磨碎、倒齒現(xiàn)象，彈簧片失去彈性，致使汽封塊脹死。調(diào)節(jié)級(jí)和1～12壓力級(jí)的整圈圍帶與阻汽片發(fā)生嚴(yán)重磨損，徑向間隙大于1 mm，部分圍帶出現(xiàn)縫隙。13～17壓力級(jí)也有磨損，其中，15壓力級(jí)和16壓力級(jí)葉片圍帶磨損較重，葉片圍帶磨痕最大深度達(dá)到1 mm。轉(zhuǎn)子上無(wú)明顯水跡，對(duì)應(yīng)高中壓缸前汽封段轉(zhuǎn)子上有呈扇形分布的較重磨痕，磨痕中心位于高中壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器(對(duì)輪)#3～#5螺栓孔之間。

此外，解體檢查發(fā)現(xiàn)，中壓內(nèi)缸擴(kuò)側(cè)(車(chē)頭左側(cè))第1法蘭盤(pán)螺栓孔被吹損且錐形墊圈下半部分也被吹損;高中壓內(nèi)缸橫向法蘭盤(pán)面分別向兩側(cè)揚(yáng)起，說(shuō)明高中壓內(nèi)缸存在較大的內(nèi)張口，但在中分面上未見(jiàn)蒸汽吹蝕痕跡。

對(duì)高中壓轉(zhuǎn)子的彎曲值進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)高中壓轉(zhuǎn)子已經(jīng)產(chǎn)生永久彎曲，最大彎曲在過(guò)橋汽封處，達(dá)225 μm。

表1 1100 r/min和1400 r/min時(shí)的振動(dòng)情況

4 高中壓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生彎曲的原因分析

4.1 振動(dòng)的產(chǎn)生

2002－12－12 T 06:00，機(jī)組負(fù)荷一直維持在7.5～10.0MW，06:35，#1，#2，#3瓦軸振逐漸增加，各瓦軸振增加趨勢(shì)如圖3所示。

圖3 #1，#2，#3瓦軸振隨時(shí)間的變化趨勢(shì)圖(2002－12－12)

從圖3可以看出，#2瓦軸振的增加是一個(gè)緩慢的過(guò)程，軸振從正常值(100 μm)增至跳機(jī)值(260 μm)經(jīng)過(guò)了50 min。#3瓦振動(dòng)特征基本與#2瓦相符。#1瓦振動(dòng)增加至200 μm后有好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)并逐漸下降。作者分析認(rèn)為，對(duì)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子而言，這種隨時(shí)間而發(fā)生振動(dòng)變化的現(xiàn)象主要是由于溫差使轉(zhuǎn)子或汽缸產(chǎn)生局部變形，造成動(dòng)、靜間隙消失，從而使振動(dòng)增加。此時(shí)的碰磨程度并不嚴(yán)重，#1瓦軸振在增加到一定幅度后有明顯下降的趨勢(shì)。

為此，作者調(diào)閱了分散控制系統(tǒng)(DCS)上的所有相關(guān)參數(shù)，其中包括主汽溫、再熱汽溫、高缸差脹、絕對(duì)膨脹、軸向位移、潤(rùn)滑油溫、各級(jí)抽汽溫度、凝汽器水位、除氧器水位、汽包水位、加熱器水位以及排汽溫度等，皆沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯異常。應(yīng)該說(shuō)運(yùn)行未發(fā)生明顯誤操作，基本排除進(jìn)冷汽、冷水的可能。06:23，汽封母管蒸汽溫度持續(xù)升高，振動(dòng)變化前汽封母管壓力升高和軸封加熱器真空度下降，有可能產(chǎn)生軸封汽外泄，造成軸承座和轉(zhuǎn)子的熱狀態(tài)改變，縮小轉(zhuǎn)子的動(dòng)、靜間隙和引發(fā)轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定彎曲，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子動(dòng)、靜碰磨和振動(dòng)增大。

4.2 摩擦加劇的過(guò)程

2002－12－12 T 07:23:48，因#2瓦軸振大保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)，轉(zhuǎn)速降至1069 r/min時(shí)，再次啟動(dòng)，其結(jié)果如圖4所示。

圖4 再次啟動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)

從圖4中可以看出，跳閘后，#1，#2瓦軸振隨轉(zhuǎn)速同步迅速下降，說(shuō)明此時(shí)的碰摩程度并不嚴(yán)重或摩擦主要部位不在軸頸表面。轉(zhuǎn)速降至1069 r/min時(shí)，再次升速，此時(shí)#1，#2軸振隨轉(zhuǎn)速顯著增加，特別是#1瓦軸振在機(jī)組打閘后仍持續(xù)增加，一直到轉(zhuǎn)速降至600 r/min以下時(shí)，#1瓦軸振達(dá)到最大值260 μm左右。這一過(guò)程為摩擦加劇的過(guò)程，此時(shí)的摩擦部位仍在軸表面，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲，彎曲使摩擦加劇，同時(shí)摩擦使轉(zhuǎn)子又產(chǎn)生了更大的彎曲。07:35，在進(jìn)行第3次沖轉(zhuǎn)時(shí)，#1瓦軸振動(dòng)值仍在200 μm以上，從圖4中可以看出，因振動(dòng)幅度大而停機(jī)后，#1，#2瓦軸振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速的下降而上升，直到轉(zhuǎn)速下降到300 r/min左右時(shí)#1瓦軸振才開(kāi)始回落。因此可以說(shuō)，此次沖轉(zhuǎn)過(guò)程可能使轉(zhuǎn)子的暫時(shí)彎曲轉(zhuǎn)變成永久彎曲。

4.3 轉(zhuǎn)子的材料組織穩(wěn)定性差是造成高中壓轉(zhuǎn)子彎曲的主要原因

該機(jī)組于1997年3月投入運(yùn)行，1998年5月第1次大修時(shí)，檢修人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的靜態(tài)彎曲值較同類(lèi)型機(jī)組明顯偏大且是一個(gè)變化的量，這說(shuō)明轉(zhuǎn)子的材料組織穩(wěn)定性較差。在轉(zhuǎn)子返廠修理時(shí)，上海汽輪機(jī)有限公司在對(duì)高中壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱穩(wěn)定處理前，實(shí)測(cè)晃動(dòng)為570 μm，待熱穩(wěn)定結(jié)束后，復(fù)測(cè)晃動(dòng)僅170 μm(彎曲85 μm)，說(shuō)明該轉(zhuǎn)子存在較大的內(nèi)應(yīng)力，在直軸過(guò)程中，第1次釋放內(nèi)應(yīng)力，就使轉(zhuǎn)子彎曲由285μm減小為85μm，這在上海汽輪機(jī)有限公司直軸史上極為罕見(jiàn)，一般直軸第1次釋放內(nèi)應(yīng)力，可使轉(zhuǎn)子彎曲減少1/3，直軸一般要經(jīng)過(guò)四五次內(nèi)應(yīng)力釋放，才能滿(mǎn)足軸的彎曲小于0.03 mm的預(yù)定要求。從檢查轉(zhuǎn)子磨損范圍來(lái)看，應(yīng)該是轉(zhuǎn)子局部彎曲處發(fā)生碰摩，而非其他葉輪多處頂部圍帶也碰摩。因此，此次轉(zhuǎn)子彎曲與轉(zhuǎn)子材料組織的穩(wěn)定性差有一定關(guān)系。

4.4 高中壓轉(zhuǎn)子上存在較大的不平衡

之后的幾次啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速在1400～1600 r/min時(shí)，因#1，#2瓦軸振大而打閘停機(jī)。從測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出，#1，#2瓦軸振和軸承振動(dòng)都是以一倍頻分量為主，#1，#2瓦振動(dòng)相位基本同相且在普通強(qiáng)迫振動(dòng)的條件下，高中壓轉(zhuǎn)子上已產(chǎn)生很大的一階不平衡分量。

4.5 振動(dòng)及轉(zhuǎn)子彎曲原因分析

盡管引起汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)變化的原因很多，但其對(duì)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、軸承潤(rùn)滑油壓與油溫、轉(zhuǎn)子差脹、蒸汽參數(shù)與負(fù)荷等基本不變，在沒(méi)有發(fā)生突發(fā)性葉片斷裂等事故和存在可疑活動(dòng)部件的運(yùn)行工況下，轉(zhuǎn)子振動(dòng)變化的原因只能是轉(zhuǎn)子彎曲變形產(chǎn)生質(zhì)量不平衡。運(yùn)行中轉(zhuǎn)子的彎曲變形主要是熱變形和轉(zhuǎn)子機(jī)械力學(xué)特性不均勻產(chǎn)生與熱有關(guān)的變形。轉(zhuǎn)子的熱變形有一種可能是液態(tài)介質(zhì)如水或油(中心孔進(jìn)油)與轉(zhuǎn)子周向不均勻接觸，引起轉(zhuǎn)子局部冷卻;另一種可能是轉(zhuǎn)子動(dòng)、靜碰磨，造成轉(zhuǎn)子局部發(fā)熱。例如:汽缸進(jìn)水使低溫水與轉(zhuǎn)子高溫表面接觸，水吸熱冷卻轉(zhuǎn)子產(chǎn)生汽化，轉(zhuǎn)子局部冷卻收縮，使轉(zhuǎn)子以周向局部冷卻點(diǎn)為內(nèi)凹點(diǎn)產(chǎn)生彎曲。在發(fā)生汽缸進(jìn)水時(shí)，水與轉(zhuǎn)子表面的蒸發(fā)換熱系數(shù)較大，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子被水不均勻冷卻時(shí)，轉(zhuǎn)子振動(dòng)的時(shí)滯很小，即在水與轉(zhuǎn)子接觸的很短時(shí)間內(nèi)可使振動(dòng)快速增大。綜上所述，#14機(jī)組事故中振動(dòng)發(fā)展較為緩慢，加熱器水位沒(méi)有高出許用極限，故轉(zhuǎn)子與水接觸的可能性非常小。機(jī)組沖轉(zhuǎn)和帶初負(fù)荷的時(shí)間較長(zhǎng)，高中壓內(nèi)缸及法蘭的金屬溫度基本上高于300℃，高中壓外缸及法蘭溫度也高于250℃，汽封母管的蒸汽溫度在振動(dòng)變化前已經(jīng)達(dá)到300℃，汽缸和汽封母管內(nèi)積水的可能性根本不存在。

轉(zhuǎn)子動(dòng)、靜碰磨所引起的熱彎曲振動(dòng)與轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性緊密相關(guān)，動(dòng)、靜碰磨發(fā)生在一階臨界轉(zhuǎn)速前、后，所表現(xiàn)出來(lái)的振動(dòng)變化的大小是不同的。由轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論可知，轉(zhuǎn)子振動(dòng)的位移滯后于質(zhì)量不平衡，滯后角的大小決定于運(yùn)行轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速的比。當(dāng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振動(dòng)位移與質(zhì)量不平衡點(diǎn)的滯后角小于90°，運(yùn)行轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，滯后角接近0;當(dāng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速高于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振動(dòng)位移與質(zhì)量不平衡的滯后角大于90°，運(yùn)行轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，滯后角接近 180°。

對(duì)于N125－13.24/535/535 B151型汽輪機(jī)的高中壓轉(zhuǎn)子而言，額定轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)彎曲變形主要是一階振型，彎曲分布接近于半個(gè)正弦波，轉(zhuǎn)子以此形狀作弓狀旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的動(dòng)、靜碰磨，主要發(fā)生于動(dòng)力學(xué)彎曲波峰平面內(nèi)。由于高中壓轉(zhuǎn)子一階振型的彎曲波峰位于過(guò)橋汽封處，故該處發(fā)生碰磨的可能性最大。

轉(zhuǎn)子發(fā)生動(dòng)、靜碰磨后，碰磨點(diǎn)處產(chǎn)生大量的摩擦熱，轉(zhuǎn)子材料局部加熱膨脹，形成以碰磨點(diǎn)為凸起點(diǎn)的熱彎曲，從而引起轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡分布的變化。同時(shí)，碰磨點(diǎn)處產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，碰磨嚴(yán)重時(shí)其熱應(yīng)力超過(guò)材料的彈性極限，在轉(zhuǎn)子冷態(tài)穩(wěn)定后，產(chǎn)生以碰磨點(diǎn)為凹點(diǎn)的永久彎曲變形。

對(duì)于轉(zhuǎn)子動(dòng)、靜碰磨而言，可能是轉(zhuǎn)子變形(振動(dòng)變形或熱不均勻變形)碰撞靜止部件，即轉(zhuǎn)子碰靜子;也可能是靜止部件變形造成動(dòng)、靜間隙減小引起碰磨，即靜子碰轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行2 h，在沒(méi)有發(fā)生葉片斷裂和旋轉(zhuǎn)部件松動(dòng)的情況下，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡基本不變，即轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡振動(dòng)產(chǎn)生的撓曲不會(huì)變化。在振動(dòng)發(fā)生、發(fā)展時(shí)，機(jī)組負(fù)荷和主蒸汽及再熱蒸汽參數(shù)基本不變，高壓加熱器水位、汽缸膨脹和轉(zhuǎn)子差脹、汽缸和法蘭金屬溫度等基本正常，在排除汽缸變形情況下，引起高中壓轉(zhuǎn)子振動(dòng)惡化的可疑因素是由轉(zhuǎn)子機(jī)械力學(xué)特性熱不穩(wěn)定性、汽封母管蒸汽溫度過(guò)高和汽封母管及軸封器蒸汽壓力偏大造成的。綜上所述，在一階臨界轉(zhuǎn)速之上發(fā)生動(dòng)、靜碰磨時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)周期性變化，#1，#2軸承的軸振持續(xù)緩慢增長(zhǎng)，顯示出轉(zhuǎn)子在碰磨中的主動(dòng)性。鑒于該機(jī)組歷史上存在著汽封供汽切換時(shí)引起軸承振動(dòng)大幅波動(dòng)、高中壓轉(zhuǎn)子彎曲有熱不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因此，“12.12”事故中振動(dòng)發(fā)生的誘因是汽封母管溫度過(guò)高，進(jìn)而引起高中壓轉(zhuǎn)子熱不穩(wěn)定彎曲，由于轉(zhuǎn)子彎曲導(dǎo)致軸承振動(dòng)增大。在汽封母管和軸封加熱器壓力升高時(shí)，有可能產(chǎn)生蒸汽外泄，引起軸承座受熱變形，轉(zhuǎn)子上抬造成轉(zhuǎn)子與上汽封碰磨。因高中壓轉(zhuǎn)子過(guò)橋汽封處振幅(動(dòng)態(tài)彎曲)最大，所以，在過(guò)橋汽封處最易產(chǎn)生動(dòng)、靜碰磨。

5 結(jié)論

通過(guò)追蹤高中壓轉(zhuǎn)子彎曲事故發(fā)生、發(fā)展的全過(guò)程，全面審視各項(xiàng)操作和抄表記錄，研究、分析了振動(dòng)變化誘發(fā)因素和運(yùn)行操作的合理性與安全性，得出如下結(jié)論:

(1)在第1次振動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)后，違反《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》的相關(guān)規(guī)定，沒(méi)有充分盤(pán)車(chē)釋放熱應(yīng)力產(chǎn)生的彎曲，在轉(zhuǎn)子熱彎曲較大、降速至1069r/min時(shí)直接沖轉(zhuǎn)，造成轉(zhuǎn)子彎曲進(jìn)一步擴(kuò)大，特別是在沖轉(zhuǎn)未果，在打閘停機(jī)后，高中壓轉(zhuǎn)子在低速下持續(xù)高位振動(dòng)，加劇了轉(zhuǎn)子的碰磨彎曲，是造成高中壓轉(zhuǎn)子永久變形的直接原因。導(dǎo)致#14機(jī)組高中壓轉(zhuǎn)子彎曲事故的原因是高中壓轉(zhuǎn)子機(jī)械力學(xué)性能不穩(wěn)定、機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行局部動(dòng)/靜間隙減小、汽封系統(tǒng)蒸汽溫度與壓力控制不合理、跳機(jī)后沒(méi)有充分盤(pán)車(chē)釋放熱彎曲的決策失誤等。

(2)汽封系統(tǒng)的蒸汽溫度不僅與轉(zhuǎn)子差脹和轉(zhuǎn)子壽命有關(guān)，而且與機(jī)械力學(xué)特性不穩(wěn)定的高中壓轉(zhuǎn)子也有直接關(guān)系，還會(huì)影響其彎曲狀態(tài)。因此，必須嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程要求控制汽封系統(tǒng)的蒸汽溫度和壓力，以防止蒸汽外泄。

(3)在初次沖轉(zhuǎn)和振動(dòng)事故后沖轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)組較長(zhǎng)時(shí)間在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速1400r/min附近運(yùn)行，在#4，#3軸承上產(chǎn)生明顯的振動(dòng)。機(jī)組在臨界轉(zhuǎn)速下運(yùn)行是極為危險(xiǎn)的，要杜絕機(jī)組在臨界轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，防止事故再次發(fā)生。

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