周紅松

（大唐山東發(fā)電有限公司，山東 青島 266061）

北重330MW發(fā)電機(jī)軸振大分析及處理

周紅松

（大唐山東發(fā)電有限公司，山東 青島 266061）

針對(duì)某電廠330MW機(jī)組發(fā)電機(jī)軸振大的問題進(jìn)行分析，采用熱平衡計(jì)算加配重方法，使振動(dòng)情況大幅下降，機(jī)組安全性得到了提高。

軸振；發(fā)電機(jī) ；熱平衡

某電廠2號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)型號(hào)：N330－17.75/540/540單軸、三缸、亞臨界、一次中間再熱、雙排汽、凝汽式。生產(chǎn)廠家：北京汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司，發(fā)電機(jī)型號(hào)：QFSN-330-2，發(fā)電機(jī)類型：水-氫-氫，生產(chǎn)廠家：北重電機(jī)廠。汽輪發(fā)電機(jī)組軸系由汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組成。各轉(zhuǎn)子之間均為剛性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，共9個(gè)軸承，軸承及振動(dòng)測點(diǎn)布置如圖1所示。

圖1 某電廠#2機(jī)軸承及測點(diǎn)分布示意圖

1 異?，F(xiàn)象及分析

該機(jī)組抽產(chǎn)后7、8瓦振動(dòng)值隨負(fù)荷升高時(shí)變大，帶負(fù)荷穩(wěn)定后7瓦軸振達(dá)到160μm，8瓦軸振達(dá)到166μm，振動(dòng)穩(wěn)定，變有功、無功振動(dòng)幅值均不變化，一般運(yùn)行幾個(gè)月滿負(fù)荷工況時(shí)，振動(dòng)會(huì)突然降下來，兩瓦軸振降到100μm左右，之后振動(dòng)隨無功的變化規(guī)律具有明顯的一致性。

（1）某次沖轉(zhuǎn)過程Bode圖如圖2所示，由圖中可以看出剛定速3000r/min時(shí)，#7X、#8X振動(dòng)分別只有25μm和33μm，說明此時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒有大的不平衡量，可以排除質(zhì)量不平衡、低發(fā)對(duì)輪、發(fā)勵(lì)中心不正等原因。

（2）利用美國B.N公司ADRE-3-208數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)（儀器編號(hào)：K502106）由電子間的TSI控制柜采集振動(dòng)數(shù)據(jù)，振動(dòng)始終為1X工頻振動(dòng)，沒有其它頻率成分，由此可以排除低頻油膜渦動(dòng)、油膜振蕩等自激振動(dòng)。

（3）調(diào)取#7、#8軸振隨有功、無功變化曲線，發(fā)現(xiàn)#7、#8軸振隨無功變化規(guī)律非常明顯，增加無功時(shí)振動(dòng)增大，降低無功時(shí)振動(dòng)減小。該現(xiàn)象說明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上有匝間短路或局部氫冷風(fēng)道堵塞的地方，因?yàn)殡S著無功增加，轉(zhuǎn)子線圈上通過的勵(lì)磁電流增大，轉(zhuǎn)子溫度升高，如果發(fā)生匝間短路會(huì)導(dǎo)致局部過熱，引起轉(zhuǎn)子熱彎曲，同樣，局部風(fēng)道堵塞也會(huì)導(dǎo)致這個(gè)地方的溫度比周圍溫度高而發(fā)生熱彎曲。

圖2 #4機(jī)沖轉(zhuǎn)過程Bode圖

表1 2016年大修后運(yùn)行數(shù)據(jù)

（4）分析認(rèn)為由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的線圈局部膨脹不暢引起的該激振力，因?yàn)樨?fù)荷從0到30萬過程中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度逐步升高，如果線圈膨脹均勻則整根轉(zhuǎn)子質(zhì)量均布，不會(huì)有額外不平衡。但是若局部線圈膨脹受阻，則隨著溫度的升高，其它部位線圈膨脹開了，受阻的地方無法脹出，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的不平衡量逐漸增大，這就解釋了負(fù)荷從0～300MW過程中振動(dòng)逐步增加的現(xiàn)象。當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，該局部線圈膨脹受阻的地方突然脹開了，不平衡量消失，所以振動(dòng)就突然降下來了。

（5）表1是2號(hào)機(jī)2016年大修后的數(shù)據(jù)，7、8號(hào)軸振在并網(wǎng)后再次增大，這種變化是由發(fā)電機(jī)的熱彎曲引起的，熱彎曲隨負(fù)荷的增大而增大，振動(dòng)最大值已達(dá)到180μm。

由于振動(dòng)是矢量，滿功率與定速時(shí)振動(dòng)的矢量差稱為熱變量。它反映了發(fā)電機(jī)熱彎曲產(chǎn)生的振動(dòng)。可以看出7X、8X的熱變量大體在100微米以上。這意味著即便在定速時(shí)的振動(dòng)為0（即轉(zhuǎn)子不存在質(zhì)量不平衡），并網(wǎng)后振動(dòng)也可以上升到100微米左右。

2 處理方案

針對(duì)以上分析，該電廠決定為2號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)行熱平衡加重，熱平衡就是用平衡的手段校正熱彎曲引起的振動(dòng)。在平衡時(shí)以降低熱態(tài)振動(dòng)為主，并適當(dāng)兼顧冷態(tài)振動(dòng)、不能使其過高。具體的加重方案如下。

（1）使用BD8000設(shè)備從TSI系統(tǒng)信號(hào)端子引出鍵相、軸振信號(hào)，并對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集存儲(chǔ)和分析。另外，在現(xiàn)場也布置了一套獨(dú)立的測量系統(tǒng)測量各個(gè)軸承的軸承座振動(dòng)，如圖3。

圖3 軸系示意

（2）根據(jù)此套設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析計(jì)算，加重位置均在低發(fā)對(duì)輪（P67）和發(fā)勵(lì)對(duì)輪(P8)。第一次平衡后振動(dòng)有明顯改善，機(jī)組安全運(yùn)行到2016年8月的大修，第二次平衡后振動(dòng)達(dá)到合格。

3 結(jié)語

該機(jī)組7、8號(hào)軸振的問題主要是發(fā)電機(jī)的熱彎曲引起的，影響熱彎曲的因素有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的材質(zhì)缺陷、線棒膨脹受阻等，在機(jī)組運(yùn)行及短期檢修期間內(nèi)都沒有很好的解決辦法。通過振動(dòng)數(shù)據(jù)采集、分析，進(jìn)行熱平衡加重計(jì)算，在可行的位置進(jìn)行加重，使機(jī)組振動(dòng)達(dá)到合格水平，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。

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