汽輪發(fā)電機(jī)6#大軸在線振值超標(biāo)分析與處理

（四川鴻艦重機(jī)有限公司設(shè)備故障診斷中心，四川 攀枝花 617063）

汽輪發(fā)電機(jī)6#大軸在線振值超標(biāo)分析與處理

唐安全

（四川鴻艦重機(jī)有限公司設(shè)備故障診斷中心，四川 攀枝花 617063）

介紹運(yùn)用開機(jī)數(shù)據(jù)、頻譜分析、相位分析的方法，并結(jié)合旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)特征，指出了6#大軸在線振值超標(biāo)原因，并成功消缺。

開機(jī)；振值；相位；頻譜分析；故障診斷

一、機(jī)組振動(dòng)概述

攀鋼發(fā)電廠1#發(fā)電機(jī)為QF-100-2型，雙水冷，三相隱極式同步發(fā)電機(jī)，容量100MW。大軸振值超過150μm為一級(jí)報(bào)警（黃燈）；大軸振值超過200μm為二級(jí)報(bào)警（紅燈）。2010年10月大修后開機(jī)，6#大軸3 000r/min定速時(shí)在線振值6X為105μm，6Y為22μm，隨后振值呈上升趨勢，滿負(fù)荷時(shí)振值達(dá)209μm，已達(dá)2級(jí)報(bào)警（紅燈）。

在隨后的運(yùn)行中振值較穩(wěn)定，但機(jī)組在高振值下長期運(yùn)行給設(shè)備的安全運(yùn)行埋下隱患。2013年8月要對(duì)1#汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組進(jìn)行大修，為了消除設(shè)備安全隱患，決定對(duì)6#大軸振動(dòng)超標(biāo)的原因進(jìn)行分析，以利于檢修。

二、振動(dòng)的診斷分析

設(shè)備簡圖及測點(diǎn)示意圖（圖1）

圖1 設(shè)備結(jié)構(gòu)及測點(diǎn)分布圖

1#汽輪發(fā)電機(jī)在2010年8月18日開機(jī)定速3 000r/min（大修前），6#大軸的6X為75μm，6Y為15μm。2010年11月11日開機(jī)定速3 000r/min（大修后）6X為105μm，6Y為22μm，6X的振值比大修前上升了40%，6Y的振值上升了46%，這種現(xiàn)象不正常，說明機(jī)組存在某種故障。另外得知2010年大修前和大修后滿負(fù)荷時(shí)6#大軸的振動(dòng)數(shù)據(jù)≥ 200μm。

2013年2月15日開機(jī)，從開機(jī)到滿負(fù)荷時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù)（見表1開機(jī)振值）可看出，6#大軸在盤車時(shí)（4r/min）6X的振值達(dá)10．75μm，6Y的振值達(dá)32．7μm；在低速500r/min時(shí)，6X的振值達(dá)79μm，6Y的振值達(dá)66μm；按國標(biāo)GB/T11348．2—1997，在低速時(shí)（500r/ min以下）大軸的原始晃度不能超過一級(jí)報(bào)警的25%，國內(nèi)機(jī)組大軸的原始晃度通常在20～30μm，而實(shí)際的振值超了1倍還多，且500r/min時(shí)的振值比盤車時(shí)的振值也上升了1倍多，由此說明6#大軸的原始晃度值太大，存在一種“假振”現(xiàn)象。造成大軸原始晃度太大的原因有幾種可能：大軸存在轉(zhuǎn)軸不圓度；轉(zhuǎn)軸表面機(jī)械損傷；電磁感應(yīng)；同時(shí)還存在轉(zhuǎn)子低速動(dòng)平衡質(zhì)量低，殘余振動(dòng)較大的問題。

表1 1#汽輪發(fā)電機(jī)6#大軸開機(jī)在線振值表

在隨后的升速過程到3 000r/min定速，振值呈緩慢增加趨勢，3 000r/min定速時(shí)6X的振值達(dá)101μm，6Y的振值達(dá)137μm；在帶負(fù)荷的過程中振值也呈緩慢增加趨勢，直到帶滿負(fù)荷，帶滿負(fù)荷時(shí)6X的振值達(dá)216μm，6Y的振值達(dá)197μm，在開機(jī)沖轉(zhuǎn)到3 000r/ min定速和帶負(fù)荷及帶滿負(fù)荷，振值均是呈緩慢上升趨勢直到滿負(fù)荷時(shí)振值達(dá)最大216μm，在隨后的運(yùn)行中振值基本穩(wěn)定在200μm至216μm，在這個(gè)過程中沒有發(fā)現(xiàn)其它振動(dòng)特征。測試發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端垂直方向相位差為183°，水平方向相位差為168°，6瓦的垂直與水平方向相位差為280°，5瓦的垂直與水平方向相位差為284°，即軸瓦的垂直與水平方向相位差約90°；從相位分析，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在輕微不平衡，但這種不平衡是二階不平衡現(xiàn)象，這與沖轉(zhuǎn)過一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)（1 800r/ min左右）無明顯的振動(dòng)共振峰值和3 000r/min時(shí)振動(dòng)明顯增大的現(xiàn)象吻合（撓性轉(zhuǎn)子不平衡）。離線測試6瓦的水平方向振值為5．1mm/s，轉(zhuǎn)頻占主導(dǎo)（圖2），振值變化情況見表2，按振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（ISO2372），5瓦和6瓦的瓦振偏大，但還沒有超標(biāo)，報(bào)警值為7mm/s；從頻譜和相位分析，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在輕微不平衡。從基礎(chǔ)測試數(shù)據(jù)看（圖3），存在輕微松動(dòng)現(xiàn)象，這也說明了6瓦軸向的振值上升較快的現(xiàn)象（表2）。

圖2 6瓦水平方向頻譜圖

圖3 6#軸承座基礎(chǔ)振動(dòng)值示意圖（mm/s）

表2 6#軸承離線振動(dòng)監(jiān)測值 mm/s

由于6#大軸的振動(dòng)含有“假振”成分，故實(shí)際振動(dòng)應(yīng)扣除最基本的盤車時(shí)的“假振”成分32．7μm，或許還應(yīng)扣除一部分低速（500r/min）時(shí)的振動(dòng)，那么實(shí)際的最大振動(dòng)值應(yīng)小于183μm。這就與瓦振測試的結(jié)果相吻合了。

三、結(jié)論

6#大軸在線振值超標(biāo)的原因是由于原始晃度過大及勵(lì)磁影響、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在輕微不平衡（剛性轉(zhuǎn)子部分）和二階不平衡（撓性轉(zhuǎn)子部分）造成的。目前運(yùn)行時(shí)振值基本無變化，所以機(jī)組可正常運(yùn)行。

在大修時(shí)，建議：

(1)檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的不圓度、軸頸部位是否存在機(jī)械損傷及電磁感應(yīng)；

(2)檢查6瓦基礎(chǔ)螺栓的緊固情況；

(3)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)平衡，提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡精度，降低不平衡激勵(lì)力，達(dá)到把振值降低到安全范圍內(nèi)的目的。

1#發(fā)電機(jī)大修后，在2013年9月17日，經(jīng)西安熱工院對(duì)1#發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子做現(xiàn)場動(dòng)平衡，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的配重槽中按P5=-P6，360g∠175°/355°加配重，成功的將5X85μm，6X95μm的振動(dòng)降到5X20μm，6X35μm，滿負(fù)荷時(shí)5X67μm，6X175μm，6X振值偏大，其原因是受電磁感應(yīng)的影響，離線測試的振值也較?。ū?）。從處理后的結(jié)果看，證明分析是正確的，避免了盲目處理帶來的停機(jī)損失。

[1] 寇勝利．汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)及現(xiàn)場平衡[M]．中國電力出版社．

[2] ENTEK IRD[J]．振動(dòng)分析，1996．

TM311

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1671-0711（2014）05-0071-02

2014-02-17）