王日升

（國家電投集團(tuán)遼寧東方發(fā)電有限公司，遼寧 撫順 113007）

遼寧東方發(fā)電有限公司2號(hào)發(fā)電機(jī)異音原因分析及防治

王日升

（國家電投集團(tuán)遼寧東方發(fā)電有限公司，遼寧 撫順 113007）

遼寧東方發(fā)電有限公司2號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生異音，在低負(fù)荷時(shí)較嚴(yán)重，中間部位聲音較大。經(jīng)試驗(yàn)分析，判定該發(fā)電機(jī)異音是機(jī)械方面的風(fēng)區(qū)擋板部分開焊、鐵芯背部部分構(gòu)件松動(dòng)引起的。利用機(jī)組停機(jī)A級檢修機(jī)會(huì)，對該發(fā)電機(jī)進(jìn)行抽芯處理，異音情況消除，徹底解決了發(fā)電機(jī)運(yùn)行中異音大的問題。

發(fā)電機(jī)；異音；電磁；機(jī)械

1 事件經(jīng)過

遼寧東方發(fā)電有限公司2號(hào)發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QFSN－350－2型氫內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)，其冷卻采用水—?dú)洹獨(dú)浞绞?，即定子繞組為水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組為氫內(nèi)冷，定子鐵芯及構(gòu)件為氫外冷。

2014年6月22日，該發(fā)電機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)異常聲音，聲音較以往明顯增大，主要跡象為：有功負(fù)荷173.5 MW，無功負(fù)荷80.67 Mvar，定子電流5 508 A，轉(zhuǎn)子電流1 605 A，功率因數(shù)0.9時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)本體運(yùn)行聲音增大，中間部位聲音較大，勵(lì)磁、機(jī)側(cè)相對較小。立即將機(jī)組AVC解除，調(diào)整發(fā)電機(jī)無功至113 Mvar，異音輕微降低。經(jīng)觀察，發(fā)電機(jī)在有功負(fù)荷200 MW、無功負(fù)荷90 Mvar以下時(shí)，運(yùn)行異音明顯較大，但發(fā)電機(jī)定子繞組、鐵芯、定冷水溫度等參數(shù)均正常。

2 發(fā)電機(jī)異音原因分析

2.1 電磁原因

a.由定、轉(zhuǎn)子之間氣隙不均引起的。該聲音為時(shí)大時(shí)小的“嗡嗡”聲。

b.由過負(fù)荷引起的。包括過電壓與過電流，其表現(xiàn)為聲音增大，但仍是“嗡嗡”聲。

c.由負(fù)荷急劇變化引起的。會(huì)出現(xiàn)“割割、割割”突擊的間歇聲，該聲音的發(fā)生與發(fā)電機(jī)的表計(jì)（電流、電壓、有功、無功負(fù)荷等）指示同時(shí)動(dòng)作。

d.定子鐵芯故障。會(huì)發(fā)出放電的噼啪聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成不正常鳴音［1］。

e.發(fā)電機(jī)不對稱狀態(tài)下運(yùn)行，定子繞組中出現(xiàn)負(fù)序電流。該聲音表現(xiàn)為100 Hz的倍頻噪音。

2.2 機(jī)械原因

兩極式同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場強(qiáng)度沿定子鐵芯內(nèi)圓各點(diǎn)交變，對定子鐵芯產(chǎn)生磁拉力，兩磁極中心線上的磁拉力最大，極間最小，使定子鐵芯產(chǎn)生變形［2］。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，每轉(zhuǎn)1周，鐵芯的變形要交變2次，這就使定子鐵芯中產(chǎn)生雙頻振動(dòng)，長期雙頻振動(dòng)會(huì)引起定子鐵芯、定子繞組固定卡、溫度測點(diǎn)等內(nèi)部構(gòu)件松動(dòng)，從而產(chǎn)生異音［3］。這類聲音表現(xiàn)為“錘擊”、“刮大風(fēng)”、“叮叮當(dāng)當(dāng)”、“呼呼”或“沙沙”等聲音。產(chǎn)生該類異音時(shí)，發(fā)電機(jī)各表計(jì)指示正常，各部分溫度也正常。

3 發(fā)電機(jī)異音的判定

經(jīng)觀察試驗(yàn)，判定該發(fā)電機(jī)的異音并非由定、轉(zhuǎn)子之間氣隙不均引起的，因?yàn)橐坏庀恫痪鶆?，發(fā)電機(jī)軸振首先反映出來，發(fā)電機(jī)各部分運(yùn)行參數(shù)勢必發(fā)生變化，但該發(fā)電機(jī)在產(chǎn)生異音過程中各部分運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，該發(fā)電機(jī)軸瓦、密封瓦的設(shè)計(jì)也不可能發(fā)生氣隙超標(biāo)現(xiàn)象。同時(shí)發(fā)電機(jī)所發(fā)出的聲音不是“嗡嗡”聲，因此判斷發(fā)電機(jī)異音也不是高頻現(xiàn)象引起的。該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的異音是低頻聲音，產(chǎn)生低頻聲音不是由大部件松動(dòng)引起的，例如發(fā)電機(jī)鐵芯大面積松動(dòng)等，但不排除鐵芯存在局部松動(dòng)跡象。發(fā)電機(jī)發(fā)出的聲音在發(fā)電機(jī)4～6風(fēng)區(qū)范圍內(nèi)，而發(fā)電機(jī)風(fēng)區(qū)擋板正好在此范圍內(nèi)，因此判定引起發(fā)電機(jī)異音的主要原因?yàn)轱L(fēng)區(qū)擋板開焊所致。發(fā)電機(jī)風(fēng)區(qū)擋板沿發(fā)電機(jī)鐵芯圓周四區(qū)分布，四區(qū)分布完全與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子“四進(jìn)、五出”風(fēng)區(qū)相同，4圈擋風(fēng)板分別由18段擋板組成，擋板厚度約3 mm。鐵芯松動(dòng)與風(fēng)區(qū)擋板松動(dòng)所發(fā)出的異音存在因果關(guān)系［4］。如很薄很薄的鐵板一旦受到外部完全滿足彈性要求的作用力，鐵板將可能產(chǎn)生長時(shí)間的振動(dòng)，一旦發(fā)出的振動(dòng)力不能滿足彈性要求，將不可能產(chǎn)生長時(shí)間的振動(dòng)。但也不排除18根定位筋存在局部開焊的問題；另一方面，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生異音的根源可能是由鐵芯部件松動(dòng)引起的。通過發(fā)電機(jī)異音時(shí)有時(shí)無的現(xiàn)象來看更容易解釋，只要滿足發(fā)電機(jī)鐵芯產(chǎn)生振動(dòng)并與風(fēng)區(qū)擋板振動(dòng)頻率合拍，必然發(fā)出撞擊聲。通過以上分析，判斷該發(fā)電機(jī)異音的主要原因?yàn)?圈風(fēng)區(qū)擋板存在部分開焊跡象，鐵芯有部件松動(dòng)。該隱患后果較嚴(yán)重，因擋板一旦脫落到鐵芯上，極易發(fā)生鐵芯片間短路故障，甚至造成鐵芯燒損重大事故，因此應(yīng)盡快停機(jī)處理。

4 應(yīng)急方案

為確保該發(fā)電機(jī)在異音未進(jìn)行處理前的安全運(yùn)行，制定發(fā)電機(jī)本體異音保運(yùn)措施，保證異音缺陷未消除前機(jī)組的安全，做到缺陷可控、再控，具體措施有以下幾點(diǎn)。

a.在保證發(fā)電機(jī)功率因數(shù)不超過0.95且6 kV廠用母線電壓在規(guī)定范圍內(nèi)的前提下，保持發(fā)電機(jī)無功功率不低于100 Mvar運(yùn)行，盡量保持無功負(fù)荷最高運(yùn)行。

b.在發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷200 MW以下時(shí)，增加對該發(fā)電機(jī)的巡檢次數(shù)，由每2 h巡檢1次縮短為每30 min巡檢1次，若發(fā)電機(jī)異音或振動(dòng)有明顯增大時(shí)，立即采取措施。必要時(shí)與電網(wǎng)調(diào)度溝通，保持該機(jī)組負(fù)荷盡可能高于210 MW運(yùn)行。

c.夜班發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷較低且無功低于100 Mvar時(shí)，在滿足功率因數(shù)情況下，可以請示電網(wǎng)調(diào)度將機(jī)組AVC解除，增加發(fā)電機(jī)無功，觀察異音情況，盡量調(diào)整保持發(fā)電機(jī)異音最小。

d.監(jiān)視發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子各參數(shù)變化，加強(qiáng)勵(lì)磁系統(tǒng)各部分檢查，并按時(shí)記錄，同時(shí)對各參數(shù)進(jìn)行對比。

e.加強(qiáng)對該發(fā)電機(jī)鐵芯溫度、繞組溫度、定冷水溫度及氫溫的監(jiān)視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)定子鐵芯某點(diǎn)溫度不正常（升高5℃）時(shí)，立即檢查發(fā)電機(jī)異音情況，并根據(jù)異音情況及時(shí)判斷、分析，若溫度繼續(xù)升高，應(yīng)立即降低發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷，將溫度降至允許值以下。當(dāng)發(fā)現(xiàn)定子繞組某點(diǎn)溫度不正常升高，且與最低溫度間的溫差達(dá)8℃或定子繞組引水管出水溫差達(dá)8℃時(shí)，應(yīng)查明原因并加強(qiáng)監(jiān)視，此時(shí)可降低負(fù)荷，一旦定子繞組溫差達(dá)14℃，或定子引出水管出水溫差達(dá)12℃，或任一定子槽內(nèi)層間測溫元件溫度超過90℃，或出水溫度超過85℃時(shí)，在確認(rèn)測溫元件完好后，應(yīng)解列停機(jī)。

f.加強(qiáng)對該汽輪發(fā)電機(jī)組各軸瓦溫度、振動(dòng)的監(jiān)視，若振動(dòng)有明顯增大趨勢，在確保測量結(jié)果無誤情況下，應(yīng)立即采取應(yīng)對措施。

g.監(jiān)視發(fā)電機(jī)氫壓變化，記錄發(fā)電機(jī)漏氫量，發(fā)現(xiàn)漏氫增大及時(shí)查找原因。及時(shí)對發(fā)電機(jī)氫含氧和純度進(jìn)行化驗(yàn)，及時(shí)排污補(bǔ)氫，保證氫含氧和純度合格。

5 整改措施及效果

2014年7月，利用機(jī)組停機(jī)A級檢修機(jī)會(huì)，對該發(fā)電機(jī)進(jìn)行抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)4圈風(fēng)區(qū)擋板開焊，鐵芯背部有部件松動(dòng)，同時(shí)部分測溫用蛇皮管松動(dòng)，固定卡子沒有穩(wěn)固蛇皮管。在哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司技術(shù)人員的指導(dǎo)下，將上述缺陷處理好，機(jī)組投運(yùn)后發(fā)電機(jī)異音的情況消除，徹底解決了發(fā)電機(jī)運(yùn)行中異音大的問題。

［1］ 劉愛忠.300 MW火電機(jī)組培訓(xùn)叢書電氣設(shè)備及運(yùn)行［M］.北京：中國電力出版社，2003.

［2］ 姚大坤，曲大慶.汽輪發(fā)電機(jī)定子端部繞組振動(dòng)現(xiàn)場在線測試［J］.東北電力技術(shù)，2002，23（1）：21－23.

［3］ 涂光瑜.汽輪發(fā)電機(jī)及電氣設(shè)備第二版［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［4］ 郭大鵬，葛翔飛.350 MW百萬千瓦級發(fā)電機(jī)端部振頻異常分析［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（9）：16－17.

Analysis and Prevention of Abnormal Sound on No.2 Generator in Liaoning Dongfang Power Co.，Ltd.

WANG Ri?sheng
（SPIC Liaoning Dongfang Power Co.，Ltd.，F(xiàn)ushun，Liaoning 113007，China）

Liaoning Dongfang Power Plant No.2 generator produces abnormal sound in running，lower load is more serious，especially middle part of the generator set.Through test analysis，the reason of abnormal sound is caused by mechanical aspects of the open weld?ing in wind zone plate part and the backsides of iron core caused by the loosening of parts.Optimize the opportunities for level A repair，the malfunction which makes abnormal sound is solved.The problem of abnormal sounds is settled thoroughly.

Generator；Abnormal sound；Electromagnet；Machinery

TM307＋.1

A

1004－7913（2016）04－0060－03

王日升（1975—），男，學(xué)士，工程師，主要從事350 MW機(jī)組運(yùn)行工作。

2016－01－18）