張啟寬

摘 要：介紹了1000MW發(fā)電機組勵磁機結(jié)構(gòu)特點工作原理，對1000MW發(fā)電機組勵磁機軸承振動原因進行了分析，以及對勵磁機安裝階段實施的措施和方法，并取得優(yōu)良指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：勵磁機；軸承振動不平衡量；平行度小軸擺度試驗

西門子1000MW發(fā)電機是由上海發(fā)電機廠制造的THDF 125/67型發(fā)電機，額定容量1000MW，尾部為單軸承支撐勵磁機，在已經(jīng)安裝投運的華能玉環(huán)、國華寧海二期、包括正在同期投產(chǎn)的臺山6號機組等項目，勵磁機軸承（8號瓦）普遍存在不同程度的振動偏大問題，在有些情況下還造成發(fā)電機的7瓦振動偏大，給機組安全穩(wěn)定運行帶來了一定影響。下面主要就介紹一下臺山發(fā)電廠二期（首兩臺1000MW級機組）擴建工程2×1000MW超超臨界燃煤機組，7號發(fā)電機的勵磁機在安裝階段為控制減小勵磁機軸承振動制定的施工措施和實施情況，以及實際效果。

1 1000MW發(fā)電機組勵磁機結(jié)構(gòu)特點工作原理

國華臺山發(fā)電廠二期（首兩臺1000MW級機組）其發(fā)電機為上海汽輪發(fā)電機有限公司制造的THDF 125/67水氫氫發(fā)電機，發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承、氫氣冷卻器、密封瓦裝置、座板、勵磁機、隔音罩等部件組成；發(fā)電機冷卻為水氫氫。即定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、鐵芯及其它構(gòu)件氫冷。氫氣由裝在轉(zhuǎn)子汽端的多級軸流式風(fēng)扇強制循環(huán)，并通過設(shè)置在定子機座汽端兩側(cè)垂直布置的氫氣冷卻器進行冷卻。勵磁方式為：無刷勵磁。勵磁機主要由主勵磁機、副勵磁機（永磁機）、整流器、勵磁機轉(zhuǎn)子、勵磁機軸承（8號瓦）等組成。

2 1000MW發(fā)電機組勵磁機軸承振動原因分析

上海電氣1000MW機組勵磁機軸承為勵磁機的唯一軸承，其結(jié)構(gòu)型式是5個瓦塊組成的可傾瓦，可傾瓦瓦塊在支持點上可以自由傾斜，在油層的動壓力作用下，每個瓦塊可以單獨自由的調(diào)整位置，以適應(yīng)轉(zhuǎn)速、軸承負載等動態(tài)條件的變化。這種軸承每一瓦塊的油膜作用力都通過軸頸中心，因此它沒有可引起軸心滑動的分力。所以這種軸承具有較高的油膜穩(wěn)定性和抗振蕩能力，能有效的避免油膜自激振蕩及間隙振蕩，摩擦損失也較少。

發(fā)電機轉(zhuǎn)子撓曲對于勵磁機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的不平衡量，直接表現(xiàn)為勵磁機小軸的擺振，將直接考驗勵磁機軸承以及軸承座的剛度，軸承座剛度不夠，對于振擺不能產(chǎn)生足夠的抑制作用，軸承振動會逐步升高。

勵/發(fā)三支承軸系的設(shè)計模式，在振動特性上對于勵磁機轉(zhuǎn)子的不平衡量非常敏感，勵磁機轉(zhuǎn)子原始不平衡量以及由于安裝問題后來出現(xiàn)的不平衡量，對發(fā)電機轉(zhuǎn)子影響較大，經(jīng)過發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子放大后使勵磁機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生新的不平衡量，隨機組運轉(zhuǎn)時間的增加，不平衡量逐漸疊加，勵磁機軸承振動逐漸增加。

由于勵電靠背輪的聯(lián)接剛度存在問題，轉(zhuǎn)子軸向緊力不足，使轉(zhuǎn)子在運行中軸頭晃度增大產(chǎn)生新的不平衡量，也會使勵磁機軸承振動增加；

3 1000MW機組勵磁機安裝階段實施措施和方法

3.1 安裝前對聯(lián)軸器的檢查

通過以下檢查方法可以減少勵磁機轉(zhuǎn)子的原始不平衡量；

（1）檢查聯(lián)軸器平面的瓢偏度，應(yīng)≤0.01mm；平面瓢偏度超標(biāo)，可采用現(xiàn)場研刮的方法處理，如超標(biāo)嚴(yán)重，必須返廠處理合格后方可安裝；

（2）檢查聯(lián)軸器聯(lián)接剪切套筒與聯(lián)軸器銷孔的配和間隙；應(yīng)比較輕松的推入，但徑向間隙應(yīng)不大于0.02mm；

（3）聯(lián)軸器配和止口的耦合尺寸檢查；徑向應(yīng)留有間隙，以不大于0.05mm為標(biāo)準(zhǔn)；

（4）對聯(lián)軸器螺栓進行逐條稱重編號，重量偏差應(yīng)不大于3g；

（5）對聯(lián)軸器螺栓進行材質(zhì)校核以及硬度測量，符合金檢標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 勵磁機軸承安裝調(diào)整工藝

通過以下檢查可以減少從軸瓦方面產(chǎn)生的影響振動的因素，主要方向為增加軸瓦剛度以及增加對軸承擺振的控制力；

（1）檢查瓦塊與軸頸接觸良好；

（2）檢查軸瓦墊塊與軸承外殼接觸良好，接觸均勻，接觸點在70%以上；

（3）對軸瓦頂部間隙測量：通過在軸頸頂部沿軸線方向放置鉛絲，將上瓦吊裝到下瓦上，緊固軸瓦接合面螺栓，直至軸瓦中分面無間隙，揭開上瓦，測量鉛絲的厚度即是軸瓦的頂隙。

（4）軸瓦與瓦套緊力測量：通過在軸承座結(jié)合面加標(biāo)準(zhǔn)墊片，在軸瓦上瓦墊鐵上放置鉛絲，緊固軸承座結(jié)合面螺栓，通過鉛絲壓縮量來判斷軸瓦與瓦套緊力值；

3.3 勵磁機轉(zhuǎn)子與軸瓦、臺板平行度檢查調(diào)整

勵磁機轉(zhuǎn)子平行度的測量調(diào)整，是勵/發(fā)對輪中心調(diào)整的基準(zhǔn)；由于安裝工藝的因素，一般勵磁機軸承座與勵磁機臺板垂直度都存在一定的偏差，并且，在機組運行過程中，勵磁機臺板的變形量逐漸增加，測量調(diào)整轉(zhuǎn)子與臺板平行度誤差較大；因此在調(diào)整平行度時應(yīng)從勵磁機轉(zhuǎn)子與臺板平行度、與勵磁機軸承座平行度（轉(zhuǎn)子與軸承瓦塊平行）以及勵磁機軸承座油檔洼窩中心三方面綜合考慮。

（1）用測量勵磁機轉(zhuǎn)子軸頸揚度、勵磁機揚度的方法檢查勵磁機轉(zhuǎn)子與臺板的上下平行度，標(biāo)準(zhǔn)為不大于0.05mm；

（2）與此同時，在軸頸上架設(shè)百分表座，表桿壓在軸承座端部擋油蓋裝配面上，以檢查轉(zhuǎn)子對軸承座的垂直度，垂直度誤差不大于0.10mm；

（3）通過測量勵磁機轉(zhuǎn)子軸頸對于軸承座前后油檔洼窩左右數(shù)值，來檢查勵磁機轉(zhuǎn)子與軸瓦左右平行度，標(biāo)準(zhǔn)為不大于0.05mm；

（4）通過測量勵磁機轉(zhuǎn)子軸頸對于軸承座前后油檔洼窩上下數(shù)值，來檢查勵磁機轉(zhuǎn)子與軸瓦上下平行度，標(biāo)準(zhǔn)為不大于0.05mm；

（5）平行度、垂直度測量數(shù)值如有偏差，可通過調(diào)整勵磁機轉(zhuǎn)子臨時支承瓦架底部墊片、左右位置來實現(xiàn)；調(diào)整合格后裝配好定位銷，緊固地腳螺栓。

3.4 勵/發(fā)對輪中心找正

勵/發(fā)對輪中心，對于勵磁機軸承負荷、振動以及瓦溫等方面影響很大；通過以下安裝工藝以實現(xiàn)增加勵磁機軸承負荷、減少軸系原始不平衡量；

（1）通過水平儀測量勵磁機尾部軸承座的標(biāo)高，調(diào)整底板下部的調(diào)整螺栓使之滿足軸系找中圖的標(biāo)高要求。使用刀口尺和塞尺對發(fā)電機-勵磁機聯(lián)軸器的軸向和徑向進行初步找中。

（2）隨后進行勵磁機底板二次灌漿，待灌漿養(yǎng)護期過后，用100KN擰緊地腳螺栓（M42），保證螺栓伸長量滿足圖紙要求；

（3）將百分表座裝在勵磁機聯(lián)軸器上，表桿頂壓在發(fā)電機聯(lián)軸器外圓上；單盤勵磁機轉(zhuǎn)子，初找中心；端面張口用內(nèi)徑千分尺測量；測量過程應(yīng)做好防止勵磁機轉(zhuǎn)子軸向串動措施；

（4）中心位置調(diào)整通過加減勵磁機軸瓦支座底部的墊片，以及支座左右移位來實現(xiàn)；

（5）機組系統(tǒng)具備條件，可以投運盤車時，可以進行勵/發(fā)對輪中心最終校核；勵/發(fā)聯(lián)軸器按照安裝標(biāo)記對好，盤動發(fā)電機轉(zhuǎn)子，相應(yīng)地盤動勵磁機轉(zhuǎn)子，在保證勵/發(fā)聯(lián)軸器安裝標(biāo)記對正的情況下，在90°、180°、270°、360°，讀出端面、圓周值；注意：發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵端軸承在盤動轉(zhuǎn)子時，需要投運頂軸油運行，在測量數(shù)據(jù)，調(diào)整位置時，應(yīng)將轉(zhuǎn)子頂起高度計算在內(nèi)；

（6）勵/發(fā)對輪中心標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整：為增加勵磁機軸承的負載，可在原先的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加勵磁機軸承的標(biāo)高，可通過適當(dāng)調(diào)整勵發(fā)對輪中心數(shù)值的方法予以實現(xiàn)，新標(biāo)準(zhǔn)：下張口：0.12-0.18mm（即下張口0.15mm左右），圓周中心偏差：±0.03 mm；

3.5 勵/發(fā)對輪同心度測量調(diào)整

調(diào)整同心度以減少軸系連接不平衡量：

（1）勵/發(fā)對輪中心復(fù)查合格后，將勵磁機轉(zhuǎn)子對準(zhǔn)安裝標(biāo)準(zhǔn)位置頂向發(fā)電機轉(zhuǎn)子，使兩聯(lián)軸器靠背輪間隙約為10mm為至，用工具將剪切套筒推入發(fā)電機聯(lián)軸器銷孔，在聯(lián)軸器螺栓上先套入制動套筒，先用300N.m力矩擰緊螺栓；

（2）在勵/發(fā)轉(zhuǎn)子靠背輪外圓上各架一只百分表，將外圓周8等份；啟動盤車盤動轉(zhuǎn)子，測量同心度；

（3）〔表讀數(shù)（A-B）〕與圓周對角〔表讀數(shù)（A-B）〕的最大差值為勵/發(fā)對輪同心度，標(biāo)準(zhǔn)不大于0.02mm；如存在偏差，需重新調(diào)整；

3.6 勵磁機轉(zhuǎn)子軸頭擺動的檢查調(diào)整

勵磁機轉(zhuǎn)子軸頭擺動的調(diào)整對于減少勵磁機轉(zhuǎn)子不平衡量非常重要，直接影響到勵磁機軸承的振動；并且勵/發(fā)對輪螺栓的連接，直接影響到勵發(fā)對輪的連接剛度，通過以下安裝工藝以減少由于安裝而產(chǎn)生的不平衡量。

（1）在永磁機轉(zhuǎn)子與定子之間，放入一圈或幾圈的不銹鋼皮或鋁皮，以起到隔磁作用，防止轉(zhuǎn)子受磁力影響而擺動，使搖擺值測量不準(zhǔn)確。

（2）測量擺度具備的條件：勵/發(fā)對輪同心度測量調(diào)整完閉，聯(lián)軸器螺栓緊力300N.m；勵磁機軸承標(biāo)高確定，瓦塊與軸頸接觸良好。

（3）打開軸承座上蓋及上半軸瓦。

（4）在軸承座合縫面上架設(shè)測量垂直（y表）、水平（x表）位移用的百分表。

（5）用鑲有巴氏合金或銅襯的托環(huán)托住轉(zhuǎn)子軸頸，一般可利用行車懸掛手拉葫蘆掛住托環(huán)或在軸承座上固定一個臨時支架掛住托環(huán)。懸掛位置的對中性要保證正確。

（6）用千斤頂頂起轉(zhuǎn)子，監(jiān)視垂直位移百分表吊起約0.35mm，翻出下半軸瓦。然后降下轉(zhuǎn)子至原始位置，查看水平位移百分表讀數(shù)是否還原，偏差太大有可能是吊鉤對中性不好引起的，應(yīng)仔細糾正。對垂直位移百分表讀數(shù)要耐心觀察一段時間，因為鋼絲繩吃重的初階段有微量伸長，待穩(wěn)住后，調(diào)整手拉葫蘆，使垂直位移百分表的讀數(shù)回到原始位置上并做好記錄。

（7）緩慢盤動發(fā)電機轉(zhuǎn)子帶動勵磁機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，讀取水平位移百分表的擺動值（一般按聯(lián)軸器連接螺栓編號讀取各擺動值）。至少有二遍重復(fù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)，然后增加50-100N.m的力矩，對角地均勻地緊固聯(lián)軸器螺栓一遍。緊固時先從需找正的一組螺栓開始調(diào)整。

（8）重復(fù)以上的步驟，直到螺栓力矩達到750N.m左右。螺栓緊固時應(yīng)逐漸增大力矩不宜采用松減力矩的方法來調(diào)整擺動度。

（9）擺動標(biāo)準(zhǔn)要求表數(shù)最大值減最小值應(yīng)不大于0.05mm。擺動度值最大點與最小點如在對角方向，此時擺動調(diào)整比校容易，但是最大點與最小點一般不在對角方向，此時應(yīng)全面考慮擺動狀態(tài)，耐心細致的進行調(diào)正。（注意：如果勵磁機轉(zhuǎn)子擺度實在無法達到≤0.05mm，則擺度控制在≤0.35mm范圍）。

（10）擺動度調(diào)整合格后慢速盤車至少半小時或在慢速盤車情況下擺動度不隨時間而改變已進入穩(wěn)定狀態(tài)為止，復(fù)測擺動度作為最終結(jié)果。

（11）擺動度達到要求后，就可以翻入下半軸承，應(yīng)在適當(dāng)部位上裝百分表監(jiān)測轉(zhuǎn)子水平方向的位移情況，翻入后轉(zhuǎn)子軸頸附近水平方向位移應(yīng)不大于0.05mm。

3.7 安裝勵磁機軸承兩側(cè)擋油環(huán)

安裝擋油環(huán)與軸頸間隙為上部0.3-0.53mm，下部005mm，左右0.17-0.29mm。最后勵磁機軸承正式完整回裝。

4 實施情況及效果

4.1 實施情況

（1）鑒于勵磁機軸承振動的特殊性，從甲方、監(jiān)理、到廠家都非常重視。勵磁機安裝工作作為發(fā)電機安裝的重中之重，組成了以工地專責(zé)、質(zhì)檢員、班長、作業(yè)班組人員為成員的公關(guān)創(chuàng)優(yōu)小組，和甲方專工、廠家溝通，及時處理施工中出現(xiàn)的問題。

（2）安裝工作階段，嚴(yán)格按照1000MW機組發(fā)電機勵磁機軸承振動減小編制的措施執(zhí)行，使作業(yè)人員做到了事先心中有數(shù)。

（3）加強了質(zhì)量監(jiān)督和過程控制。每道工序均明確責(zé)任人和各級驗收人，使每項作業(yè)均能夠嚴(yán)格按照技術(shù)措施和規(guī)范的要求進行，且所有驗收項目均按優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)進行驗收。

（4）強化了施工工藝，在施工工藝上追求精益求精。

（5）在進行勵磁機做軸頭擺度試驗調(diào)整時，吸取了6號機組的經(jīng)驗，按西門子要求擺度在0.65mm以下，但根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，有利于振動高標(biāo)準(zhǔn)，控制擺度越小越好。（1）、勵-發(fā)對輪下張口控制在0.12～0.18mm，盡量取大值；擺度（大-?。┛刂啤?.25 mm，數(shù)值以兩次測量值相同為準(zhǔn)。勵-發(fā)對輪螺栓力矩允許最大為800NM。解列勵-發(fā)對輪螺栓并重新調(diào)整擺度時，聯(lián)接勵-發(fā)對輪螺栓時，先按300NM力矩對角對稱聯(lián)接，然后盤車，根據(jù)偏差相位逐步加力矩，每次50NM-100NM，到一定力矩（750NM）再根據(jù)情況加力矩。各力矩值盡量一致，差值不大于10%。在勵磁機軸頸的x、y方向上架表，利用托環(huán)抬高轉(zhuǎn)子將軸瓦翻出，再將轉(zhuǎn)子下降至原位。察看水平位移表計讀數(shù)是否還原，偏差太大有可能是吊鉤對中性不好引起的，應(yīng)仔細糾正。對垂直位移表計要耐心觀察一段時間，因為鋼絲繩吃重的初階段有微量伸長，待穩(wěn)住后，調(diào)整垂直位移至原始位置。擺度值最大點與最小之點如在對角方向，此時擺度調(diào)正比較容易。但最大點與最小點一般不在對角方向，此時應(yīng)全面考慮擺度狀態(tài)，耐心細致地進行調(diào)正。擺度合格后慢速盤車至少半小時，其不隨時間而變化已進入穩(wěn)定狀態(tài)為止，然后復(fù)測擺度作為正式記錄。最后小軸擺度水平（x表）擺度（大-小）036 mm，垂直方向（y表）擺度（大-?。?.12mm，使小軸擺度調(diào)整到了最好狀態(tài)。

4.2 實際效果

7號機組在168小時運行階段，機組運行穩(wěn)定，各項指標(biāo)達標(biāo)，機組振動指標(biāo)優(yōu)良，其中勵磁機軸瓦（8瓦）振動0.046mm，達到了優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，得到甲方專工和監(jiān)理對我們安裝水平的認可，為公司爭得了榮譽。

5 小結(jié)

超超臨界1000MW機組汽輪發(fā)電機勵磁機軸承振動問題，是投運同類型機組中比較共性的問題，通過對此問題的分析以及應(yīng)對措施的落實，在臺電二期工程7號機組得到有效的解決，也為今后的工作積累了經(jīng)驗。

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