汽輪機安全振動監(jiān)視系統(tǒng)在某電廠的應(yīng)用
汽輪機在啟動和運行中, 產(chǎn)生不正常的振動是較普遍的現(xiàn)象，而且是一個嚴重的問題，振動過大會造成機組的損壞，甚至釀成嚴重事故。為了使機組在啟動和運行中能安全經(jīng)濟的運行，必須在每個軸承上監(jiān)測軸承的絕對振動和相對振動，軸承振動的幅值和強度能準確地反映出機組安裝及調(diào)試的優(yōu)良程度。當振動烈度或幅值達到某一定值時，系統(tǒng)將發(fā)出報警或危險信號。
某火力發(fā)電廠采用上海測振自行開發(fā)的CZ900振動在線監(jiān)測系統(tǒng)，振動在線監(jiān)測系統(tǒng)由“振動在線監(jiān)測系統(tǒng)”和“車載監(jiān)測數(shù)據(jù)采集軟件”兩個軟件組成，“振動在線監(jiān)測系統(tǒng)”負責(zé)儀器設(shè)置、組態(tài)管理、數(shù)據(jù)監(jiān)測、專業(yè)分析、基礎(chǔ)設(shè)置、系統(tǒng)管理等主體業(yè)務(wù)，“車載監(jiān)測數(shù)據(jù)采集軟件”負責(zé)與下位機通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、自動故障診斷、報警郵件推送、報警短信推送、診斷報告查看等業(yè)務(wù)功能。硬件部分有傳感器、采集卡、計算機等。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
汽輪機安全振動監(jiān)視裝置由傳感器系統(tǒng)和監(jiān)視儀表兩部分，傳感器系統(tǒng)包括探頭、預(yù)制電纜、電源等，監(jiān)視儀表包括框架、計算機等。汽輪機安全振動監(jiān)視系統(tǒng)的測點位置是汽輪機設(shè)計時選定好的, 下圖為某300MW機組電廠的測點示意圖。
2 功能介紹
軸的相對振動測量能最直接的反映轉(zhuǎn)子的狀態(tài)，通過上海測振電渦流位移傳感器YD9800非接觸測量，由軸振動模塊計算出轉(zhuǎn)子相對于軸承的振動幅值，同時可將每個軸承上互成 90°安裝的傳感器信號通過傳感器緩沖輸出端口送給振動診斷及分析系統(tǒng) TDM。根據(jù)振動學(xué)原理，由 X、Y 方向振動合成可得到軸心軌跡。在測量軸振時，常常把渦流探頭裝在軸承殼上,探頭與軸承殼變?yōu)橐惑w，因此所測結(jié)果是軸相對于軸承殼的振動。軸在垂直方向與水平方向并沒有必然的內(nèi)在聯(lián)系, 因此，在垂直與水平方向各裝一個探頭。當傳感器端部與轉(zhuǎn)軸表面間隙變化時的傳感器輸出一交流信號給板件，板件計算出間隙變化(即振動)峰 - 峰(P-P)值。振動模塊每個通道有與軟件設(shè)置的測量范圍相對應(yīng)的 4～20mA 模擬量輸出,一般情況下，對于汽輪機來說,在轉(zhuǎn)速對大于300 轉(zhuǎn) / 分時，振動測量值才進入正常指示狀態(tài)。機組軸振的測量范圍:0～400μm；報警值:125μm；停機值：250μm。
3 設(shè)備安裝
軸承振動監(jiān)視安裝應(yīng)把各軸振動探頭(某電廠300MW機組為12個)，牢固裝于各軸承座(1#-6# 軸承)的軸振動支架 M101452Z上。
4 系統(tǒng)運行
某電廠以軸的振動幅值大小作為考核標準，汽機振動大的報警值:120um,跳閘值:254um。1 號機組振動監(jiān)視系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場安裝、調(diào)試完善。
# 1機在啟動過程中汽輪機轉(zhuǎn)速達到2970r/min時, #4Y 向振動瞬間達到 254um導(dǎo)致機組跳閘，在機組重啟后還是每次在 這 個 轉(zhuǎn) 速 下 該 振 動 都 會 瞬 間 達 到 跳 閘值，但過了 2970r/min 這個轉(zhuǎn)速后振動偏差大也消失了。當時因運行操作要求只有提前把這個值強制,保證機組繼續(xù)正常運行。事后停機對該事故原因排查如下：對振動傳感器進行測量發(fā)現(xiàn)一切正常，不存在給“虛假信號”情況；調(diào)試核查線路無故障；停機翻瓦后檢查該軸瓦沒有發(fā)現(xiàn)軸瓦摩擦和燒瓦現(xiàn)象。最后分析振動大原因如下：因為汽機在熱態(tài)啟動時，缸溫越高，汽機在沖轉(zhuǎn)時，#4Y 向振動的值越大。1.暖機過程中主、再熱汽溫變化過大，沖轉(zhuǎn)時壓力變化過大，這就要求增加暖機時間，但運行往往只等機側(cè)的各隔板套、調(diào)節(jié)級金屬溫度及上下缸溫差在要求范圍之內(nèi)就開始沖轉(zhuǎn)，造成暖機時間不夠;2.并網(wǎng)帶初始負荷以后，也需要充分暖機，但并沒有具體的暖機時間要求，操作時也可能導(dǎo)致暖機時間不夠。
5 管理維護
依據(jù)在運行的各種情況下出現(xiàn)的情況及其處理方案,振動安全監(jiān)視系統(tǒng)運行管理維護。
6 結(jié)語
對旋轉(zhuǎn)機械來說，衡量其全面的機械情況,轉(zhuǎn)子徑向振動振幅，是一個最基本的指標,很多機械故障，包括轉(zhuǎn)子不平衡、不對中、軸承磨損、轉(zhuǎn)子裂紋以及磨擦等都可以根據(jù)振動的測量進行探測。目前軸振的測量越來越重要，軸振動的測量對機器故障診斷是非常有用的。各電廠應(yīng)不斷提高振動監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用水平，從而提高發(fā)電機組運行的安全性。
