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摘 要：本文從汽轮机、发电机振动角度出发，针对平海电厂一期工程1号机组在启动过程中凝汽器半侧隔离对机组振动异常现象做简略分析。
关键词：机组振动、凝汽器半侧隔离、汽轮发电机组轴系、发电机定子电压
中图分类号：TB857+.3文献标识码：A文章编号：
平海电厂一期工程汽轮发电机简介
汽轮机本体简介
汽轮机型号为N1000-26.25/600/600（TC4F），型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机、采用八级回热抽汽。
汽轮机本体采用西门子公司开发的三个最大功率可达到1100MW等级的HMN型积木块组合：一个单流圆筒型H30-100高压缸，一个双流M30-100中压缸，两个N30-2×12.5双流低压缸；汽轮机采用西门子公司特有的补汽技术，从TMCR工况开始由高压主汽阀后、主调阀前引出一路新蒸汽，经补汽阀分上下2根管道进入高压缸第五级动叶后继续做功。
汽轮机采用1146mm末级独立长叶片，出汽角均处在80～100，余速损失在最小范围内，从THA工况到VWO工况，具有最佳的机组效率。
低压外缸与凝汽器焊接并支撑在凝汽器上，所以低压外缸的膨胀的死点也在凝汽器的基座和导向装置上。低压外缸横向位移的死点位于汽轮机中心线，凝汽器和其基础底板之间的中心导向装置，轴向位移的死点位于接近低压缸调阀端轴承座的凝汽器膨胀死点，垂直方向的膨胀的起点位于凝汽器的基础底板上的基座。外缸和轴承座之间的差胀通过在内缸猫爪处的汽缸补偿器、端部汽封处的轴封补偿器以及中低压连通管处的波纹管进行补偿。
由于基础沉降引起的偏移可以通过在凝汽器下添加垫片调节。液压千斤顶置于凝汽器基础底板和凝汽器之间用以抬升凝汽器。
发电机简介
发电机是上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术生产的THDF 125/67型三相同步汽轮发电机，额定容量1112MVA，最大容量与汽轮机相匹配，额定输出功率1000MW（已扣除励磁、电动主油泵功率的净功率）、自并励静止可控硅整流励磁系统，其出口电压为27KV。发电机冷却方式为水-氢-氢，即定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁芯氢冷。
机组异常振动过程及各参数变化简介
过程简介
2010年12月27日，主蒸汽温度392℃、再热蒸汽温度416℃、主汽压6.8MPa、再热汽压1.2MPa、A、B磨煤机运行、真空-90kpa、汽轮机3000rpm，由于循环水泄漏，将凝汽器内圈循环水隔离，13:48，进行1号发电机电压频率特性试验，励磁电压加至额定值后6号、7号瓦相对振动迅速升高，7号瓦由70UM升至130UM，手动分开灭磁开关。重复上述操作3次，均出现以上异常现象。
2010年12月27日16:30，在恢复凝汽器内侧的过程中，#4、#5瓦的振动迅速上升，4号瓦最高升至146.2μm，5号瓦最高升至150.8μm，6号瓦最高升至107.7μm，之后各瓦的振动缓慢下降至正常值。
各参数变化
在励磁电压加至额定后6号7号瓦相对振动迅速升高，手动分开灭磁开关后6号7号瓦相对振动恢复正常，机组振动、真空等各参数变化如图1所示。
励磁电压升至额定电压过程中#4~#8瓦的振动变化见下表（单位：μm）
（备注：红色字体的参数均为报警值）
在恢复凝汽器内侧的过程中，汽轮发电机组各轴瓦的振动变化如图2所示。
图1
图2
异常现象分析
1．发电机振动分析
低压外缸与凝汽器焊接并支撑在凝汽器上，凝汽器及低压缸由液压千斤顶支撑，由于凝汽器半侧（内侧）隔离，低压转子的受力有所变化，具体表现为挠度的变化。真空的作用力为垂直向下（其他方向的分量忽略不计），液压千斤顶的作用力垂直向上，故凝汽器内侧只有液压千斤顶的垂直向上的作用力，而外侧则因为两者的作用力相互抵消，故低压转子在凝汽器内侧隔离的情况下表现为中间突起而两端向下。发电机的转子与定子之间距离发生了变化，在汽轮机3000rpm时汽轮发电机组的振动的不明显，而气隙的不均匀，导致发电机在升压过程中发电机两端的振动较大。
2．汽轮机振动分析
在恢复凝汽器内侧过程中，由于大量通入循环水，使得凝汽器内侧的大量蒸汽快速冷却凝结，蒸汽在绝对压力4kPa时蒸汽的体积比水的体积大3万多倍，这对凝汽器内侧隔离时建立的轴系平衡造成剧烈的破坏。这是造成汽轮机低压缸两端振动较大的根本原因。随着循环水的通入，低压缸排汽的持续冷凝，汽轮机低压缸轴系恢复至正常水平，汽轮机的振动也随着下降。
运行策略
凝汽器半侧隔离时，由于轴系发生变化，应尽可能避免在此时进行发电机的升压。
在恢复凝汽器半侧隔离的操作过程中，应缓慢通入循环水，并密切监视汽轮发电机组各轴瓦的振动趋势，尤其上低压缸各轴瓦的振动，发现振动有明显上升趋势时，应及时减少循环水量，机组振动水平稳定后再继续加大循环水。应值得注意的是，在恢复过程中，机组的振动必然会有所上升，甚至会达到报警值，此时不应盲目打闸停机。
结束语
平海电厂一期1号机组在机组启动过程中，由于循环水泄漏而对凝汽器内侧进行隔离，在发电机升压过程中，机组异常振动，这在国内西门子机组尚属首例。本次案例为运行人员提供了重大借鉴意义。
参考文献：
1.汽轮机设备与运行，张磊 马明礼主编2.工程热力学，沈维道 蒋智敏 童钧耕合编3.汽轮机设备运行 王国清主编
关键词：机组振动、凝汽器半侧隔离、汽轮发电机组轴系、发电机定子电压
中图分类号：TB857+.3文献标识码：A文章编号：
平海电厂一期工程汽轮发电机简介
汽轮机本体简介
汽轮机型号为N1000-26.25/600/600（TC4F），型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机、采用八级回热抽汽。
汽轮机本体采用西门子公司开发的三个最大功率可达到1100MW等级的HMN型积木块组合：一个单流圆筒型H30-100高压缸，一个双流M30-100中压缸，两个N30-2×12.5双流低压缸；汽轮机采用西门子公司特有的补汽技术，从TMCR工况开始由高压主汽阀后、主调阀前引出一路新蒸汽，经补汽阀分上下2根管道进入高压缸第五级动叶后继续做功。
汽轮机采用1146mm末级独立长叶片，出汽角均处在80～100，余速损失在最小范围内，从THA工况到VWO工况，具有最佳的机组效率。
低压外缸与凝汽器焊接并支撑在凝汽器上，所以低压外缸的膨胀的死点也在凝汽器的基座和导向装置上。低压外缸横向位移的死点位于汽轮机中心线，凝汽器和其基础底板之间的中心导向装置，轴向位移的死点位于接近低压缸调阀端轴承座的凝汽器膨胀死点，垂直方向的膨胀的起点位于凝汽器的基础底板上的基座。外缸和轴承座之间的差胀通过在内缸猫爪处的汽缸补偿器、端部汽封处的轴封补偿器以及中低压连通管处的波纹管进行补偿。
由于基础沉降引起的偏移可以通过在凝汽器下添加垫片调节。液压千斤顶置于凝汽器基础底板和凝汽器之间用以抬升凝汽器。
发电机简介
发电机是上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术生产的THDF 125/67型三相同步汽轮发电机，额定容量1112MVA，最大容量与汽轮机相匹配，额定输出功率1000MW（已扣除励磁、电动主油泵功率的净功率）、自并励静止可控硅整流励磁系统，其出口电压为27KV。发电机冷却方式为水-氢-氢，即定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁芯氢冷。
机组异常振动过程及各参数变化简介
过程简介
2010年12月27日，主蒸汽温度392℃、再热蒸汽温度416℃、主汽压6.8MPa、再热汽压1.2MPa、A、B磨煤机运行、真空-90kpa、汽轮机3000rpm，由于循环水泄漏，将凝汽器内圈循环水隔离，13:48，进行1号发电机电压频率特性试验，励磁电压加至额定值后6号、7号瓦相对振动迅速升高，7号瓦由70UM升至130UM，手动分开灭磁开关。重复上述操作3次，均出现以上异常现象。
2010年12月27日16:30，在恢复凝汽器内侧的过程中，#4、#5瓦的振动迅速上升，4号瓦最高升至146.2μm，5号瓦最高升至150.8μm，6号瓦最高升至107.7μm，之后各瓦的振动缓慢下降至正常值。
各参数变化
在励磁电压加至额定后6号7号瓦相对振动迅速升高，手动分开灭磁开关后6号7号瓦相对振动恢复正常，机组振动、真空等各参数变化如图1所示。
励磁电压升至额定电压过程中#4~#8瓦的振动变化见下表（单位：μm）
（备注：红色字体的参数均为报警值）
在恢复凝汽器内侧的过程中，汽轮发电机组各轴瓦的振动变化如图2所示。
图1
图2
异常现象分析
1．发电机振动分析
低压外缸与凝汽器焊接并支撑在凝汽器上，凝汽器及低压缸由液压千斤顶支撑，由于凝汽器半侧（内侧）隔离，低压转子的受力有所变化，具体表现为挠度的变化。真空的作用力为垂直向下（其他方向的分量忽略不计），液压千斤顶的作用力垂直向上，故凝汽器内侧只有液压千斤顶的垂直向上的作用力，而外侧则因为两者的作用力相互抵消，故低压转子在凝汽器内侧隔离的情况下表现为中间突起而两端向下。发电机的转子与定子之间距离发生了变化，在汽轮机3000rpm时汽轮发电机组的振动的不明显，而气隙的不均匀，导致发电机在升压过程中发电机两端的振动较大。
2．汽轮机振动分析
在恢复凝汽器内侧过程中，由于大量通入循环水，使得凝汽器内侧的大量蒸汽快速冷却凝结，蒸汽在绝对压力4kPa时蒸汽的体积比水的体积大3万多倍，这对凝汽器内侧隔离时建立的轴系平衡造成剧烈的破坏。这是造成汽轮机低压缸两端振动较大的根本原因。随着循环水的通入，低压缸排汽的持续冷凝，汽轮机低压缸轴系恢复至正常水平，汽轮机的振动也随着下降。
运行策略
凝汽器半侧隔离时，由于轴系发生变化，应尽可能避免在此时进行发电机的升压。
在恢复凝汽器半侧隔离的操作过程中，应缓慢通入循环水，并密切监视汽轮发电机组各轴瓦的振动趋势，尤其上低压缸各轴瓦的振动，发现振动有明显上升趋势时，应及时减少循环水量，机组振动水平稳定后再继续加大循环水。应值得注意的是，在恢复过程中，机组的振动必然会有所上升，甚至会达到报警值，此时不应盲目打闸停机。
结束语
平海电厂一期1号机组在机组启动过程中，由于循环水泄漏而对凝汽器内侧进行隔离，在发电机升压过程中，机组异常振动，这在国内西门子机组尚属首例。本次案例为运行人员提供了重大借鉴意义。
参考文献：
1.汽轮机设备与运行，张磊 马明礼主编2.工程热力学，沈维道 蒋智敏 童钧耕合编3.汽轮机设备运行 王国清主编