汽轮机安全振动监视系统在某电厂的应用

汽轮机在启动和运行中, 产生不正常的振动是较普遍的现象，而且是一个严重的问题，振动过大会造成机组的损坏，甚至酿成严重事故。为了使机组在启动和运行中能安全经济的运行，必须在每个轴承上监测轴承的绝对振动和相对振动，轴承振动的幅值和强度能准确地反映出机组安装及调试的优良程度。当振动烈度或幅值达到某一定值时，系统将发出报警或危险信号。

某火力发电厂采用上海测振自行开发的CZ900振动在线监测系统，振动在线监测系统由“振动在线监测系统”和“车载监测数据采集软件”两个软件组成，“振动在线监测系统”负责仪器设置、组态管理、数据监测、专业分析、基础设置、系统管理等主体业务，“车载监测数据采集软件”负责与下位机通讯，实现数据采集、数据存储、自动故障诊断、报警邮件推送、报警短信推送、诊断报告查看等业务功能。硬件部分有传感器、采集卡、计算机等。

1 系统构成

汽轮机安全振动监视装置由传感器系统和监视仪表两部分，传感器系统包括探头、预制电缆、电源等，监视仪表包括框架、计算机等。汽轮机安全振动监视系统的测点位置是汽轮机设计时选定好的, 下图为某300MW机组电厂的测点示意图。

2 功能介绍

轴的相对振动测量能最直接的反映转子的状态，通过上海测振电涡流位移传感器YD9800非接触测量，由轴振动模块计算出转子相对于轴承的振动幅值，同时可将每个轴承上互成 90°安装的传感器信号通过传感器缓冲输出端口送给振动诊断及分析系统 TDM。根据振动学原理，由 X、Y 方向振动合成可得到轴心轨迹。在测量轴振时，常常把涡流探头装在轴承壳上,探头与轴承壳变为一体，因此所测结果是轴相对于轴承壳的振动。轴在垂直方向与水平方向并没有必然的内在联系, 因此，在垂直与水平方向各装一个探头。当传感器端部与转轴表面间隙变化时的传感器输出一交流信号给板件，板件计算出间隙变化(即振动)峰 - 峰(P-P)值。振动模块每个通道有与软件设置的测量范围相对应的 4～20mA 模拟量输出,一般情况下，对于汽轮机来说,在转速对大于300 转 / 分时，振动测量值才进入正常指示状态。机组轴振的测量范围:0～400μm；报警值:125μm；停机值：250μm。

3 设备安装

轴承振动监视安装应把各轴振动探头(某电厂300MW机组为12个)，牢固装于各轴承座(1#-6# 轴承)的轴振动支架 M101452Z上。

4 系统运行

某电厂以轴的振动幅值大小作为考核标准，汽机振动大的报警值:120um,跳闸值:254um。1 号机组振动监视系统经现场安装、调试完善。

# 1机在启动过程中汽轮机转速达到2970r/min时, #4Y 向振动瞬间达到 254um导致机组跳闸，在机组重启后还是每次在 这 个 转 速 下 该 振 动 都 会 瞬 间 达 到 跳 闸值，但过了 2970r/min 这个转速后振动偏差大也消失了。当时因运行操作要求只有提前把这个值强制,保证机组继续正常运行。事后停机对该事故原因排查如下：对振动传感器进行测量发现一切正常，不存在给“虚假信号”情况；调试核查线路无故障；停机翻瓦后检查该轴瓦没有发现轴瓦摩擦和烧瓦现象。最后分析振动大原因如下：因为汽机在热态启动时，缸温越高，汽机在冲转时，#4Y 向振动的值越大。1.暖机过程中主、再热汽温变化过大，冲转时压力变化过大，这就要求增加暖机时间，但运行往往只等机侧的各隔板套、调节级金属温度及上下缸温差在要求范围之内就开始冲转，造成暖机时间不够;2.并网带初始负荷以后，也需要充分暖机，但并没有具体的暖机时间要求，操作时也可能导致暖机时间不够。

5 管理维护

依据在运行的各种情况下出现的情况及其处理方案,振动安全监视系统运行管理维护。

6 结语

对旋转机械来说，衡量其全面的机械情况,转子径向振动振幅，是一个最基本的指标,很多机械故障，包括转子不平衡、不对中、轴承磨损、转子裂纹以及磨擦等都可以根据振动的测量进行探测。目前轴振的测量越来越重要，轴振动的测量对机器故障诊断是非常有用的。各电厂应不断提高振动监视系统应用水平，从而提高发电机组运行的安全性。