【摘 要】华润电力（常熟）有限公司经过十几年的连续运行，汽轮机也出现了很多问题，其中最为严重的一次时发现了叶片断裂。2018年在2号机208C检修时发现2号机汽轮机中压缸第二级动叶叶片有2片断裂，2片有裂纹，部分叶片损伤，此次检修共计更换动叶18片，其余叶片打磨处理，未全部更换，运行中仍存在一定的安全隐患，本文本文主要从探索并优化机组运行方式出发，保证机组全负荷段安全、稳定、经济运行。
【关键词】汽轮机 安全运行 振动 运行调整
1概述
华润电力（常熟）有限公司锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造，主蒸汽、再热蒸汽温度为543/569℃（2015年至2017年，升级改造为571/569℃），锅炉为一次中间再热，超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π形布置。锅炉岛露天布置，锅炉燃用神府东胜煤、混煤及大同煤。32只低NOx旋流燃烧器采用前后墙布置，对冲燃烧。锅炉制粉系统为双进双出钢球磨（4台）正压直吹式系统。每台磨煤机供布置于前、后墙同一层的低氮燃烧器，其中最下层燃烧器为微油点火燃烧器。
我公司的汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机，型号为：CLN650-24.2/538/566，最大连续出力为660MW， 额定出力650 MW。机组采用复合变压运行方式，汽轮机具有八级非调整回热抽汽，汽轮机的额定转速为3000转/分。
2汽轮机结构及运行方式
主蒸汽经汽轮机主汽阀后进入到四个高压调节阀，经过导管进入汽轮机喷嘴膨胀做功。再热蒸汽经汽轮机中压联合汽阀分为两路进入汽轮机中压内缸，经过导管进入汽轮机喷嘴膨胀做功。中压缸作功后的蒸汽，经一根异径连通管分别进入两个低压缸，作功后的乏汽排入双背压凝汽器。
高中压采用高中压合缸、双层缸结构。整个高中压缸分为四个部分：高中压外缸是整体式，自中分面分为上半缸和下半缸，高压内缸是有上半缸和下半缸组成，中压内缸也分为上半缸和下半缸两个部分。
两个低压缸采用对称双分流结构，中部进汽，在中分面上将汽缸分成上下两个部分。低压缸采用三层缸结构：第一层为安装通流部分组件的内缸；第二层为隔热层；第三层为外缸，用以引导排汽和支撑内缸各组件。低压缸与凝汽器的连接采用不锈钢弹性膨胀节连接方式。
支持轴承：汽轮发电机组轴系中，1、2号轴承采用三瓦块可倾式轴承，3、4、5、6、7、8、9号轴承均采用椭圆形轴承，各轴承的设计失稳转速在额定转速125％以上。可倾弧形瓦块带有支持点支撑，在油膜的压力作用下，每个瓦块在支持点上可以单独自动的调整位置，以适应转速、轴承负荷和油温的变化。椭圆轴承采用单侧进油、上瓦开槽式结构。
推力轴承：2、3号轴承之间设置两个推力盘，其中间设置两个推力轴承。高中压转子推力盘中心即整个汽轮机转子相对于汽缸的膨胀死点。
3汽轮机运行中问题
运行中，汽轮机的振动时困扰我们的一个大问题，主要是由以下几个方面造成振动变大的，润滑油压、油温异常或油膜振荡；机组暖机不充分，缸体膨胀不畅或疏水不良；汽轮机大轴弯曲；运行参数、工况剧变，使轴向推力异常变化；断叶片或汽机内部机械零件损坏，脱落；主机轴承损坏；汽机进冷汽、冷水或水冲击；真空下降引起汽机轴中心线偏移或末级叶片振动；开停机中，机组转速在临界转速区内；发电机方面的原因造成的机组振动，如磁场不平衡。
汽轮机振动大的处理方式有以下几点，机组振动异常增大至保护动作值时汽机应跳闸，否则手动停机；检查润滑油压、油温是否正常，轴承金属温度及回油温是否正常，不正常则应进行调整；若为水冲击造成振动，应隔绝冷汽、冷水源，加强本体疏水；若由于发电机引起的振动，应降低机组负荷进行观察处理。
经过十几年的连续运行，汽轮机也出现了很多问题，其中最为严重的一次时发现了叶片断裂。2018年在2号机208C检修时发现2号机汽轮机中压缸第二级动叶叶片有2片断裂，2片有裂纹，部分叶片损伤，此次检修共计更换动叶18片，其余叶片打磨处理，未全部更换，运行中仍存在一定的安全隐患，汽轮机厂家要求控制汽温，预防超温，避免机组过负荷、超压，待厂家研究具体方案后再进行下一步处理，为保障机组运行安全，特制定预防措施。
4提高汽轮机安全运行的预防措施
机组加、减负荷要控制平稳，避免大幅度扰动，减少对汽轮机的冲击。加强运行调整，严格控制、预防主、再热汽温超温，减少汽温波动， 避免大幅度扰动，控制主、再热汽温不超过574℃（机侧）运行，超过580℃（机侧）写事件报告并分析原因，任何时候不得超过594℃（机侧）℃。
防止汽轮机过负荷运行：控制中压主汽阀入口平均压力不得超过额定压力（4.373Mpa）。确认低压缸排汽温度高和凝汽器真空低保护正确投入。机组各抽汽段压力不允许超限运行，控制参数如下：1/2/3/4/5/6/7/8段抽汽压：7.162/5.026/2.378/1.158/0.419/0.235/0.123/0.051MPa。加热器停运或跳闸，要严格按照规程要求控制机组负荷，具体要求如下：高压加热器停运必须从1号高加开始停运。
任意一台加热器停运，机组可带600MW负荷运行。高加运行，任意两台低压加热器停运，负荷必须限制在540MW。高加运行，任意三台低压加热器停运，负荷必须限制在480MW。高加运行，低压加热器全部停运，负荷必须限制在420MW。任意两台或三台高压加热器停运，机组可带600MW负荷运行。当加热器停运时，各抽汽段压力温度不得超过额定值。
加强机组振动、轴向位移、推力瓦温等参数监视，对比分析各抽汽段压力、温度变化趋势。严密监视机组振动变化趋势，尤其是1、2号轴承振动，若发现振动异常增大，应通知专业并结合其他参数分析其准确性，判断和分析原因，若判断为叶片断损，无法维持运行，要破坏真空紧急停机。
保证主机振动、胀差、轴向位移等主保护正确投入。防止汽轮机水冲击：严密监视各加热器、除氧器水位，确认保护正确投入，其溢流、危急疏水联锁投入。严格控制主、再热汽温，严禁汽温10分钟内下降超过50℃。严格控制轴封温度，防止轴封带水，低压轴封入口温度不得低于122℃。加强机组启、停阶段的控制：严格控制汽轮机冲转参数，保证蒸汽温度与汽轮机缸温的匹配。冲转前调节润滑油温27-40℃。监视和控制高中压内缸上下缸温差小于35℃。汽轮机中速暖机要保证汽轮机各部膨胀均匀，控制胀差在合理范围内。汽轮机振动异常增大时要安排就地检查判断，分析原因。升负荷阶段要根据 缸温及胀差变化情况控制速率汽轮机打闸后要记录惰走时间，进行比对分析。
运行做好汽机振动突升、汽温突变、加热器跳闸、负荷大幅波动等事故预想，提高对汽轮机异常振动的分析、判断和处理能力。
5结论
通过运行中各项参数的监控和精心调整，能最大程度的保证汽轮机的安全稳定运行，从而保障发电机组的安全、确保电网安全可靠稳定运行。
参考文献：
[1] 吴野.汽轮机异常轴振动的分析与处理. 《化工管理》, 2020, 04:123-125
[2] 集控运行规程，华润电力（常熟）有限公司
[3] 殷峰，汽轮机故障情况下运行调整，华润电力（常熟）有限公司
作者简介：沈大为（1985.3），男，籍贯（江苏省苏州市），本科，集控值班员，中级工程师，集控运行。