135 MW汽轮机组转子热弯曲故障机理分析与对策研究

廖荣震，朱桂华，谢 民

（1 中南大学机电工程学院，湖南长沙 410083；2 湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司，湖南湘潭 411101）

引言

某钢厂有2 台135 MW 汽轮发电机组，汽轮机型号N135-13.2/535/535-3、发电机型号QF-150-2-15.75，分别为由东方汽轮机有限公司和东方电机有限公司制造[1],是全国第三家同类型机组使用单位。2 台机组投产后日均发电量保持在648 万kWh 以上，一年累计创效16 亿元，是公司内部高效自发电创效和充分消耗煤气能源保护环境的关键设备，在企业中占有极其重要的地位。然而2台机组投产后运行欠稳定，曾一个月内连续发生6 起轴系振动超高停机事故，机组在每次启动冲转过程，转子热弯曲故障频发，引起轴系振动烈度非常严重，频繁出现机组冲转失败，机组冲转升速至并网发电时间均超过20 h 以上，企业经济损失巨大。有鉴于此，本文针对135 MW汽轮机组转子热弯曲故障开展机理分析与对策研究，并进行实验验证，有效地攻克机组转子热弯曲故障的难题，为机组的稳定运行提供了实质的理论和技术支撑。

1 机组轴系结构介绍

本机组为超高压高温、中间再热、双缸双排汽冷凝式汽轮发电机，主轴由高中压转子、低压转子、发电机转子以及主油泵、励磁机等组成[2]。机组转子临界转速见表1。

表1 机组转子临界转速

机组的盘车装置转速为4.5 r/min。机组高中压转子和低压转子均为整锻转子，高中压转子材质为30CrMo1V，转子总长5 940 mm（不含主油泵轴和危急遮断器），总重量为14.1 t（包括叶片和主轴泵轴）；低压转子材质为30Cr2Ni4MoV，转子总长4 820 mm，末级动叶高660 mm，总重量为24 t（包括叶片重量）。……