某電廠1000MW發(fā)電機組＃7瓦振動分析

紀云松

（江蘇華電昆山熱電有限公司，江蘇 昆山 215300）

某電廠1000MW發(fā)電機組＃7瓦振動分析

紀云松

（江蘇華電昆山熱電有限公司，江蘇 昆山 215300）

以某電廠1000MW發(fā)電機組為例，分析試運期間各軸承振動監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)＃7瓦振動超標。通過多次啟動觀察，找到了產(chǎn)生振動的原因，并采取針對性措施解決了＃7瓦振動的問題。

1000MW機組；發(fā)電機；軸瓦振動；軸承

1 問題的提出

某電廠1 000 MW機組采用THDF125／67型發(fā)電機，＃2機組首次啟機時，＃7瓦振動從低負荷開始有爬升現(xiàn)象，到800MW時振動急劇爬升到200μm，1X相位變化較大，軸心觀察摩擦位置沒有變化，懷疑擋板、密封瓦有碰磨現(xiàn)象。具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 振動數(shù)據(jù)

2 振動情況分析與處理

2.1 第1次平衡配重

經(jīng)過討論，在＃7瓦發(fā)電機勵端加530 g／320°配重。第1次平衡配重后振動數(shù)據(jù)見表2。

表2 第1次平衡配重后振動數(shù)據(jù)

根據(jù)以上結(jié)果分析，第1次所加配重未達到要求。

2.2 第2次平衡配重

經(jīng)過討論，在＃7瓦發(fā)電機勵端加300 g／25°配重（第1次配重拆去）。第2次平衡配重后振動數(shù)據(jù)見表3。

表3 第2次平衡配重后振動數(shù)據(jù)

經(jīng)分析，第2次配重后低負荷時振動基本滿足要求，但在500MW負荷后有振動幅值的爬升，相角也在變化，但在達到滿負荷后，經(jīng)一定時延后基本穩(wěn)定在130μm（單峰），低于西門子機組的軸振報警值154μm（單峰），但峰-峰值仍超出國家標準。

2.3 第3次平衡配重

以上兩次平衡配重后振動不達標，分析認為此振動明顯由轉(zhuǎn)子熱不平衡引起，可能因素為轉(zhuǎn)子通風(fēng)不暢、匝間短路等內(nèi)部情況，如徹查發(fā)電機需抽轉(zhuǎn)子。經(jīng)與發(fā)電機廠家確認后，制定并實施了第3次平衡配重方案，該次平衡配重的目的主要是控制滿負荷階段發(fā)電機＃6，＃7瓦的軸振水平，以利于168 h試運行階段的振動安全監(jiān)控。

＃2機組啟動，順利達到1 000MW滿負荷，期間發(fā)電機振動變化情況大致如下。

（1）剛到3 000 r／min定速。7X軸振剛到3 000 r／min時為80μm左右（汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）監(jiān)控屏數(shù)據(jù)，單峰值，下同），比平衡配重前剛到3 000 r／min時的振動明顯偏大，主要原因為此次平衡配重是針對滿負荷階段的振動矢量計算的。

（2）低負荷階段。在500 MW及以下負荷時，＃6，＃7瓦軸振的通頻振動值基本穩(wěn)定在40μm左右（14：00—22：00）。但從汽輪發(fā)電機組在線狀態(tài)監(jiān)測和分析（TDM）系統(tǒng)的監(jiān)測趨勢圖上可以看到，7X軸振的振動矢量發(fā)生了很大變化，從最初的350°左右漂移至140°左右（14：30—19：30）。

從TDM系統(tǒng)趨勢圖看，＃6，＃7瓦振動矢量已經(jīng)漂移了100°左右。從矢量變化趨勢看，振動矢量隨負荷增加還有進一步的偏移趨勢。

（3）高負荷階段振動。700MW時：6X，36μm；7X，45μm。900MW時：6X，46μm；7X，62μm。剛到1000MW時：6X，56μm；7X，79μm。1 000MW運行1 h后振動穩(wěn)定數(shù)據(jù)：6X，74μm；7X，99μm。1 000 MW運行 6 h后振動穩(wěn)定數(shù)據(jù)：6X，74μm；7X，98μm。

從高負荷階段的振動變化趨勢看，＃6，＃7瓦軸振爬升曲線在700MW以上開始陡峭，在1 000MW穩(wěn)定負荷后，＃6，＃7瓦軸振仍有滯后1 h左右的爬升時間（爬升幅值為20μm左右），隨后振動在1000 MW負荷下能長時間保持穩(wěn)定。

經(jīng)分析第3次配重，在500MW負荷后有振動幅值的爬升，相角仍在變化，但在達到滿負荷后，經(jīng)一定時延后基本穩(wěn)定在100μm（單峰），基本達到了第3次配重前預(yù)期的效果。

2.4 振動的消除

為進一步保證機組投入生產(chǎn)后穩(wěn)定運行，決定對＃2發(fā)電機進行抽轉(zhuǎn)子檢查，進一步查找＃7瓦振動爬升的原因。

2.4.1 針對振動爬升故障的主要檢查

（1）發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗和極平衡試驗。試驗數(shù)據(jù)表明狀態(tài)良好。

（2）發(fā)電機轉(zhuǎn)子通風(fēng)試驗。該試驗在靜態(tài)下進行，目前只能檢測和評估通風(fēng)孔是否通暢，各孔通風(fēng)量因檢測手段的限制無法定量評估。發(fā)電機廠商對此次現(xiàn)場轉(zhuǎn)子通風(fēng)試驗結(jié)果表示認可。

（3）軸系中心復(fù)查調(diào)整。復(fù)查數(shù)據(jù)表明，汽輪發(fā)電機組對輪中心略有上張口（0.08mm），復(fù)裝時按要求調(diào)整為下張口（0.01mm）。勵磁發(fā)電機對輪復(fù)裝時下張口控制在0.15mm。

（4）汽、勵端密封瓦配合狀態(tài)檢查調(diào)整。復(fù)查結(jié)果表明，汽、勵端密封瓦支座的內(nèi)檔迷宮密封與轉(zhuǎn)軸有明顯磨痕，復(fù)裝前對迷宮銅條進行了修刮去翻邊處理，復(fù)裝時按圖紙要求控制了間隙。

復(fù)查時發(fā)現(xiàn)，勵端密封瓦內(nèi)圓及平面均有碰磨痕跡，尤其是平面磨痕較為明顯。復(fù)裝階段也發(fā)現(xiàn)，密封瓦座對合接縫處有0.08mm左右的錯位現(xiàn)象，安裝公司反映初次安裝階段就有該現(xiàn)象。在發(fā)電機廠技術(shù)人員的現(xiàn)場指導(dǎo)下，最終修正了該缺陷。

檢查結(jié)果表明，汽、勵端密封瓦本身的尺寸數(shù)據(jù)、橢圓度、平直度良好。

（5）汽、勵端軸瓦球面接觸狀態(tài)檢查修整。復(fù)檢時發(fā)現(xiàn)球面接觸狀態(tài)較差，汽端瓦呈線接觸，接觸面積嚴重不足。勵端瓦接觸角小于90°，兩側(cè)接近水平方向范圍無接觸。

發(fā)電機廠家派出專業(yè)人員現(xiàn)場研磨球面，最終達到了接觸角大于120°、檢查面積大于80%、接觸點分布均勻的配合要求。

（6）轉(zhuǎn)子與鐵心氣隙隔板間隙檢查調(diào)整。復(fù)查時發(fā)現(xiàn)，該氣隙隔板與轉(zhuǎn)子勵端護環(huán)外圓有明顯磨痕，護環(huán)外圓60°弧度范圍碰磨痕跡锃亮，有略顯過熱現(xiàn)象，氣隙隔板內(nèi)圓上1～3點位置磨痕嚴重發(fā)黑。復(fù)裝時嚴格控制了該配合間隙。

2.4.2 檢修后發(fā)電機振動情況

＃2機此次檢修工作完成后，重新帶到1 000MW滿負荷。在此過程中，發(fā)電機＃6，＃7瓦軸振基本穩(wěn)定（包括振幅和相位）。軸振與相位趨勢圖如圖1所示。

圖1 軸振與相位趨勢圖

（1）機組定速后，在并網(wǎng)前做了發(fā)電機電氣試驗，勵磁電流最大達到2 000A左右，在此期間發(fā)電機＃6，＃7瓦軸振基本穩(wěn)定（包括振幅和相位）。該狀態(tài)與前次新機安裝后初次沖轉(zhuǎn)定速時電氣試驗階段＃6，＃7瓦軸振有明顯爬升狀態(tài)相比，有了明顯好轉(zhuǎn)。

（2）發(fā)電機并網(wǎng)及后續(xù)升負荷過程中，＃6，＃7瓦軸振，尤其是＃7瓦軸振，振幅和相位始終保持穩(wěn)定。與前次運行過程中＃6，＃7瓦軸振振幅大幅爬升，相位飄移150°的狀態(tài)相比，有了本質(zhì)的變化，即：此次檢查消缺工作消除了造成發(fā)電機熱態(tài)彎曲變形的故障，各瓦的軸振均低于70μm，且較穩(wěn)定。

3 結(jié)論

檢修后重新開機，發(fā)電機振動熱態(tài)明顯爬升的現(xiàn)象消失，造成先前振動熱態(tài)明顯爬升現(xiàn)象的主要原因如下。

（1）勵端氣隙隔板與轉(zhuǎn)子護環(huán)碰磨，因護環(huán)懸掛式熱套在轉(zhuǎn)子本體上，該處的碰磨對振動影響較為敏感；同時，護環(huán)膨脹量將根據(jù)負荷的變化而變化。從原先表征出的熱不平衡現(xiàn)象看，此缺陷應(yīng)為主要原因。

（2）勵端密封瓦座對合接縫錯位，抵消了軸向間隙裕度，造成密封瓦自由度受阻，導(dǎo)致密封瓦與轉(zhuǎn)子碰磨。

（3）汽、勵端軸瓦球面接觸不良，造成軸瓦支撐剛度不足，尤其是高負荷階段動剛度更差。

［1］楊軍，李桂陽，何輒.機組軸系振動診斷及處理方法研究［J］.華電技術(shù)，2008，30（1）：50-52.

［2］郭學(xué)，程明都，李自峰，等.210MW汽輪發(fā)電機組振動分析與處理［J］.華電技術(shù)，2008，30（9）：27-29.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TK 268.+1

：B

：1674-1951（2015）04-0043-02

紀云松（1969—），男，江蘇常州人，高級工程師，從事燃氣電廠管理方面的工作（E-mail：13775221017＠163.com）。

2014-12-02；

2015-01-20