唐雨

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

淺談越南中宋水電站機組動平衡試驗

唐雨

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

機組的振動和擺度會影響機組的長期穩(wěn)定運行，動平衡試驗?zāi)軌蜉^好的解決機組運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不平衡力，從而減小機組的振動和擺度。本文根據(jù)越南中宋水電站2號機組調(diào)試試驗數(shù)據(jù)，簡要分析其振動和擺度情況，對機組動平衡試驗過程進行了闡述。

越南中宋水電站；水輪發(fā)電機組；振動；擺度；配重

1 概述

越南中宋水電站是越南的大中型水電重點項目，在越南電網(wǎng)系統(tǒng)中占有重要地位，該電站共安裝4臺65MW混流式水輪發(fā)電機組。在轉(zhuǎn)子裝配過程中，由于磁極、磁軛等部件的質(zhì)量偏差，以及磁軛疊片壓緊、打鍵等工藝上的誤差，都會造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的問題。轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是產(chǎn)生機械振動的主要原因，而動平衡試驗?zāi)軌蜉^好的解決這一問題，同時對機組水力振動和電磁振動有一定的改善作用。動平衡試驗就是通過測量、分析機組振動和擺度數(shù)據(jù)，確定轉(zhuǎn)子不平衡力的方位和大小，通過配重來減小不平衡力的影響，它是改善機組運行狀況，保證機組長期穩(wěn)定運行的重要手段。

2 機組的主要參數(shù)

越南中宋水電站65MW水輪發(fā)電機的主要參數(shù)見表1。

表1 越南中宋水電站65 MW水輪發(fā)電機的主要參數(shù)

3 試驗設(shè)備的布置

越南中宋水電站主機部分由東芝水電設(shè)備有限公司制造，機組振擺在線監(jiān)測系統(tǒng)由北京華科同安提供，所以本次試驗的測試設(shè)備采用東芝提供的M05TH9310E經(jīng)濟型現(xiàn)場動平衡儀和華科同安的振擺監(jiān)測系統(tǒng)?，F(xiàn)場動平衡儀放置在水車室內(nèi)，在上機架上水平安裝A測振傳感器，在下機架上水平安裝B測振傳感器，鍵相傳感器安裝在水導(dǎo)油槽蓋板上，鍵相片粘在水輪機大軸上；華科同安振擺監(jiān)測系統(tǒng)為永久設(shè)備，在上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承處安裝擺度傳感器，X方向和Y方向各一個；在上機架、下機架和頂蓋上安裝水平振動傳感器和垂直振動傳感器，其中水平振動傳感器在X方向和Y方向各一個，鍵相傳感器同樣安裝在水導(dǎo)油槽蓋板上。同一部位的傳感器要盡量安裝在同一水平面上，減少測量相位時的偏差。

4 動平衡試驗

越南中宋水電站2號機組動平衡試驗與機組有水調(diào)試試驗同時進行，根據(jù)本機組的特點，動平衡配重主要分為三個階段：第一階段是在機組過速前進行粗平衡，使振動值小于0．09mm；第二階段是在機組過速試驗后，根據(jù)轉(zhuǎn)子重量重新分布的情況進行精確配重；第三階段是機組帶負荷及甩負荷后，由于電磁力的影響，引起新的不平衡，對配重塊的重量和位置進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.1 機組過速試驗前振擺監(jiān)測

2017年3月17日，中宋電站2號機組進行首次啟動試驗，啟動過程設(shè)置四個變轉(zhuǎn)速點，分別為額定轉(zhuǎn)速的25%、50%、75%和100%。試驗過程中，機組擺度監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖1所示。

2號機組額定轉(zhuǎn)速下振動監(jiān)測數(shù)據(jù)如表2。

通過以上數(shù)據(jù)分析，下導(dǎo)軸承擺度偏大，但遠遠小于報警值320μm，振動峰值也遠遠小于0．09mm，機組運行狀況可以滿足后續(xù)的過速試驗，為提高機組調(diào)試工作效率，將試驗第一階段的粗平衡配重省略。

圖1 2號機組首次啟動擺度監(jiān)測值

4.2 機組過速試驗后調(diào)整階段

2017年3月18日，2號機組空轉(zhuǎn)運行3小時后，各部軸承瓦溫度穩(wěn)定，開始進行過速試驗。根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示，機組轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的155%時，飛擺動作，最高轉(zhuǎn)速至156．92%。過速試驗中，機組振擺監(jiān)測數(shù)據(jù)如表3。

隨著調(diào)試工作的進行，2號機組開始空載帶勵磁運行，空載狀態(tài)下，機組振擺數(shù)據(jù)如表4。

由現(xiàn)場動平衡儀測得上機架相位φA為5°，下機架相位φB為18°，通過主機廠家對以上數(shù)據(jù)的分析計算，制定了第一次配重方案，即在轉(zhuǎn)子-Y方向配重 8．4kg。 我 部 人員根據(jù)到貨的配重塊，稱好重量后，安裝在計算位置（中宋電站的轉(zhuǎn)子支架上預(yù)留有配重塊安裝的螺孔）。配重完成后再次開機至空載狀態(tài)，機組的振擺情況如表5。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，配重后機組的振擺情況略有改善，能夠滿足運行要求，但下導(dǎo)的擺度還是偏大。試驗人員決定根據(jù)負荷試驗中機組的振擺狀況進行下一階段調(diào)整。

4.3 負荷試驗結(jié)束后的調(diào)整階段

2017年3月21日，2號機組并網(wǎng)，進行負荷試驗，分別帶、甩25%、50%、75%和100%負荷，觀察機組運行狀況，并記錄振擺監(jiān)測數(shù)據(jù)。在甩負荷過程中，機組的振擺數(shù)據(jù)如表6所示。

表2 2號機組首次啟動振動監(jiān)測值

表3 過速試驗中最高轉(zhuǎn)速時機組振擺監(jiān)測值 μm

表4 空載狀態(tài)下機組振擺監(jiān)測值 μm

表5 第一次配重后機組振擺監(jiān)測值 μm

表6 2號機組甩負荷過程中振擺監(jiān)測數(shù)據(jù) μm

由于電磁力的影響，引起了新的不平衡。通過東芝、華科同安和水電八局等多家單位對振擺監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和計算，確定了第二次配重方案，即在轉(zhuǎn)子-Y偏+X 30°方向配重23．8kg。我部人員拆除之前的配重塊，重新在計算位置進行配重，如圖2所示。

配重完成后，啟動2號機組至空載狀態(tài)，觀察機組振擺狀況。機組振擺監(jiān)測數(shù)據(jù)如表7和圖3所示。

圖2 轉(zhuǎn)子配重示意圖

以上數(shù)據(jù)可以看出，此次配重后，下導(dǎo)擺度明顯改善，機組擺度值均小于150μm，振動值均小于40μm，達到優(yōu)良指標(biāo)，動平衡試驗完成。

圖3 第二次配重后機組擺度曲線圖

5 結(jié)語

通過此次動平衡試驗可以看出，影響試驗數(shù)據(jù)的因素很多，在進行相位分析和配重時，要綜合考慮，分清主次，逐步將配重效果達到最佳。越南中宋水電站2號機組在動平衡試驗后運行狀況良好，一次性通過72小時試運行和28天考核運行，投產(chǎn)發(fā)電至今，未出現(xiàn)任何機械故障。該試驗提升了機組的安裝調(diào)試質(zhì)量，使機組達到了長期安全穩(wěn)定運行的目的，并對同類型機組的安裝調(diào)試起到了借鑒作用。

表7 第二次配重后機組振擺監(jiān)測值 μm

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