660MW機(jī)組發(fā)電機(jī)軸瓦振動(dòng)異常原因分析

郭東

摘要：600MW機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組由1臺(tái)高壓缸、3臺(tái)低壓缸、1臺(tái)發(fā)電機(jī)和1臺(tái)勵(lì)磁機(jī)組成，整個(gè)軸系共有11個(gè)軸瓦支撐。文章針對(duì)600MW機(jī)組發(fā)電機(jī)軸瓦振動(dòng)異常情況，從設(shè)備結(jié)構(gòu)、檢修工藝等方面展開(kāi)分析，探索引起軸瓦振動(dòng)異常的各項(xiàng)因素。

關(guān)鍵詞：600MW機(jī)組;發(fā)電機(jī);軸瓦振動(dòng);振動(dòng)異常;軸瓦檢修

600MW機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)型號(hào)為QFSN-650-2，額定容量為650MW，采用端蓋式軸承，水-氫-氫冷卻方式，勵(lì)磁機(jī)為無(wú)刷勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子采用三支撐方式。除發(fā)電機(jī)的端蓋式軸瓦的上瓦為圓筒瓦，下瓦為兩塊可傾瓦外，其他的軸瓦均為四瓦塊的可傾瓦結(jié)構(gòu)。各轉(zhuǎn)子之間均為剛性聯(lián)軸器連接，除勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子為單支撐結(jié)構(gòu)外，其余各轉(zhuǎn)子均為雙支撐結(jié)構(gòu)。

1 檢修情況

1.1 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子檢修情況

大修時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子返廠檢修，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了校調(diào)，數(shù)據(jù)表明，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不存在彎曲的現(xiàn)象。

在大修中對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相關(guān)部位進(jìn)行探傷，探傷沒(méi)有查出缺陷。對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子汽端、勵(lì)端本體、軸承檔及月亮槽部位進(jìn)行超聲波檢查，未發(fā)現(xiàn)缺陷。

在返廠檢修中對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了動(dòng)超試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明在3050rpm之后一直到3200rpm各點(diǎn)振動(dòng)幅值保持平穩(wěn)，無(wú)繼續(xù)上升的情況。通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的檢查情況，并未發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷。

1.2 發(fā)電機(jī)載荷分布試驗(yàn)

為提高發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的剛度，大修時(shí)進(jìn)行了發(fā)電機(jī)載荷分布試驗(yàn)，試驗(yàn)前機(jī)組載荷分布較差，試驗(yàn)后，載荷分布情況符合西屋標(biāo)準(zhǔn)（A：60%～75%，B：20%～30%，C：5%～15%，D：0%～5%）。

1.3 發(fā)電機(jī)軸瓦檢修

大修期間對(duì)9#、10#瓦進(jìn)行了全面解體檢查，發(fā)現(xiàn)10#軸瓦上部頂塊間隙變大，與上次組裝數(shù)據(jù)相比增加了0.40mm。對(duì)上下軸瓦進(jìn)行了PT及UT探傷，發(fā)電機(jī)

9#、10#瓦上瓦均發(fā)現(xiàn)脫胎缺陷，之后對(duì)上瓦進(jìn)行補(bǔ)焊處理?；匮b時(shí)各項(xiàng)軸承相關(guān)參數(shù)都調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

1.4 發(fā)電機(jī)密封瓦

從2006年6月的小修開(kāi)始發(fā)現(xiàn)密封瓦有積碳現(xiàn)象，在隨后的歷次檢修中都對(duì)密封瓦進(jìn)行了更換并將組裝相關(guān)間隙調(diào)整到了合格范圍之內(nèi)，但下一次解體仍發(fā)現(xiàn)有積碳現(xiàn)象。

針對(duì)密封瓦積碳現(xiàn)象，而且舊密封瓦變形較大，在大修時(shí)對(duì)密封瓦間隙進(jìn)行了控制，更換新的密封瓦并對(duì)間隙進(jìn)行調(diào)整，數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

1.5 汽發(fā)聯(lián)軸器液壓螺栓改造

為了保證汽發(fā)聯(lián)軸器有足夠的聯(lián)接強(qiáng)度，大修時(shí)對(duì)汽發(fā)聯(lián)軸器進(jìn)行了液壓螺栓改造，由原來(lái)的傳統(tǒng)緊固螺栓改造成了液壓螺栓，螺栓外錐面和螺栓套筒內(nèi)錐面的錐度相同，錐度為1∶50，在使用中用液壓工具進(jìn)行打壓，具有較好的韌性和很高的強(qiáng)度，可以保證汽發(fā)聯(lián)軸器足夠強(qiáng)度的聯(lián)接。

1.6 勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器

勵(lì)磁機(jī)與發(fā)電機(jī)采用三支撐結(jié)構(gòu)，因此需對(duì)11#軸瓦進(jìn)行晃度測(cè)量。但每次晃度測(cè)量都不理想，仔細(xì)查找原因后，發(fā)現(xiàn)勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器勵(lì)磁機(jī)側(cè)及發(fā)電機(jī)側(cè)瓢偏均超標(biāo)，大修時(shí)，對(duì)勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器兩側(cè)端面分別進(jìn)行了車削處理。處理前，發(fā)電機(jī)端面跳動(dòng)為0.085mm，標(biāo)準(zhǔn)為0.013mm;勵(lì)磁機(jī)端面的跳動(dòng)為0.06mm，標(biāo)準(zhǔn)為0.013mm;對(duì)于超標(biāo)值都進(jìn)行了加工處理。勵(lì)磁機(jī)-發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器螺栓在大修中檢查螺栓力矩時(shí)發(fā)現(xiàn)有輕微松動(dòng)現(xiàn)象，最后在聯(lián)軸器螺栓上加裝鎖緊裝置。

1.7 勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子

大修返廠在上電對(duì)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子上的9個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了校調(diào)，數(shù)據(jù)表明，勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子不存在彎曲的現(xiàn)象。同時(shí)在對(duì)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子相關(guān)部位進(jìn)行探傷，對(duì)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸進(jìn)行了進(jìn)行超聲波檢查，對(duì)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸進(jìn)行熒光磁粉檢測(cè)，均未發(fā)現(xiàn)有應(yīng)記錄的缺陷磁痕顯示。

2 原因分析

針對(duì)機(jī)組在大修期間所產(chǎn)生的缺陷，結(jié)合設(shè)備情況，對(duì)引起振動(dòng)緩慢爬升的原因進(jìn)行了查找與分析。

2.1 發(fā)電機(jī)載荷分布不符合標(biāo)準(zhǔn)

發(fā)電機(jī)是靠自重落在發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)之上，這種結(jié)構(gòu)就要求發(fā)電機(jī)載荷必須符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)載荷分布情況的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)載荷分布情況很不均勻，發(fā)電機(jī)載荷分布不均將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)振動(dòng)情況加劇，使軸瓦剛度下降，同時(shí)影響軸系振動(dòng)。

2.2 發(fā)電機(jī)密封瓦變形

發(fā)電機(jī)密封瓦應(yīng)保持自由浮動(dòng)狀態(tài)，軸向、徑向間隙都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)備解體過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)密封瓦變形以及積碳的情況，由于密封瓦變形，極易引起動(dòng)靜碰磨，從而引起機(jī)組振動(dòng)升高。密封瓦組裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制安裝工藝、尺寸標(biāo)準(zhǔn)，我們采取了適當(dāng)放大密封瓦與轉(zhuǎn)子軸頸徑向尺寸的方法，盡量避免密封瓦運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生變形，防止產(chǎn)生動(dòng)靜碰磨，從而改善機(jī)組振動(dòng)。

2.3 聯(lián)軸器聯(lián)接剛度不夠

兩根轉(zhuǎn)子之間一般靠聯(lián)軸器聯(lián)接，聯(lián)接剛度的變化會(huì)引起軸系振動(dòng)的變化。汽發(fā)聯(lián)軸器之前采用傳統(tǒng)螺栓聯(lián)接，大修期間把傳統(tǒng)螺栓改造成液壓螺栓，從而提高聯(lián)軸器剛度，有效降低振動(dòng)。而勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器螺栓曾出現(xiàn)螺栓松動(dòng)的現(xiàn)象，螺栓松動(dòng)引起聯(lián)軸器剛度降低，從而引起聯(lián)軸器附近軸瓦振動(dòng)上升，在勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器螺栓上加了防松裝置，從而有效避免螺栓松動(dòng)現(xiàn)象。

2.4 軸瓦剛度不夠

發(fā)電機(jī)軸瓦采用端蓋式軸承，因此發(fā)電機(jī)兩側(cè)大端蓋的剛度直接影響到發(fā)電機(jī)軸瓦剛度，大修期間，大端蓋拆下后上車床找正，發(fā)現(xiàn)中分面、立面均出現(xiàn)變形情況，由于大端蓋與發(fā)電機(jī)之間無(wú)墊片，且用的硬聯(lián)接，因此大端蓋變形極易造成大端蓋剛度下降，引起軸瓦振動(dòng)上升。

2.5 勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器端面缺陷

勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器之間為硬聯(lián)接，因此聯(lián)軸器端面的平面跳動(dòng)必須在合格范圍之內(nèi)。大修期間，現(xiàn)象勵(lì)端、電端聯(lián)軸器端面都出現(xiàn)平面跳動(dòng)超標(biāo)情況，平面跳動(dòng)的超標(biāo)直接影響到11#軸瓦的晃度，直接關(guān)系到軸瓦的振動(dòng)，因此勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器端面缺陷也是影響機(jī)組振動(dòng)的一個(gè)因素。

2.6 發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部缺陷

結(jié)合實(shí)際振動(dòng)爬升情況，如果發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部存在裂紋等缺陷，會(huì)造成轉(zhuǎn)子振動(dòng)緩慢爬升現(xiàn)象。但根據(jù)檢查結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子缺陷，該項(xiàng)影響因素有待進(jìn)一步觀察確認(rèn)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)原因分析，發(fā)現(xiàn)影響軸瓦振動(dòng)持續(xù)爬升的因素如下：（1）發(fā)電機(jī)載荷分布不符合標(biāo)準(zhǔn);（2）發(fā)電機(jī)密封瓦變形;（3）聯(lián)軸器聯(lián)接剛度不夠;（4）軸瓦剛度不夠;（5）勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器端面缺陷;（6）發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部缺陷。

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