某电厂1000MW发电机组＃7瓦振动分析

纪云松

（江苏华电昆山热电有限公司，江苏 昆山 215300）

某电厂1000MW发电机组＃7瓦振动分析

纪云松

（江苏华电昆山热电有限公司，江苏 昆山 215300）

以某电厂1000MW发电机组为例，分析试运期间各轴承振动监测数据，发现＃7瓦振动超标。通过多次启动观察，找到了产生振动的原因，并采取针对性措施解决了＃7瓦振动的问题。

1000MW机组；发电机；轴瓦振动；轴承

1 问题的提出

某电厂1 000 MW机组采用THDF125／67型发电机，＃2机组首次启机时，＃7瓦振动从低负荷开始有爬升现象，到800MW时振动急剧爬升到200μm，1X相位变化较大，轴心观察摩擦位置没有变化，怀疑挡板、密封瓦有碰磨现象。具体数据见表1。

表1 振动数据

2 振动情况分析与处理

2.1 第1次平衡配重

经过讨论，在＃7瓦发电机励端加530 g／320°配重。第1次平衡配重后振动数据见表2。

表2 第1次平衡配重后振动数据

根据以上结果分析，第1次所加配重未达到要求。

2.2 第2次平衡配重

经过讨论，在＃7瓦发电机励端加300 g／25°配重（第1次配重拆去）。第2次平衡配重后振动数据见表3。

表3 第2次平衡配重后振动数据

经分析，第2次配重后低负荷时振动基本满足要求，但在500MW负荷后有振动幅值的爬升，相角也在变化，但在达到满负荷后，经一定时延后基本稳定在130μm（单峰），低于西门子机组的轴振报警值154μm（单峰），但峰-峰值仍超出国家标准。

2.3 第3次平衡配重

以上两次平衡配重后振动不达标，分析认为此振动明显由转子热不平衡引起，可能因素为转子通风不畅、匝间短路等内部情况，如彻查发电机需抽转子。经与发电机厂家确认后，制定并实施了第3次平衡配重方案，该次平衡配重的目的主要是控制满负荷阶段发电机＃6，＃7瓦的轴振水平，以利于168 h试运行阶段的振动安全监控。

＃2机组启动，顺利达到1 000MW满负荷，期间发电机振动变化情况大致如下。

（1）刚到3 000 r／min定速。7X轴振刚到3 000 r／min时为80μm左右（汽轮机数字电液控制系统（DEH）监控屏数据，单峰值，下同），比平衡配重前刚到3 000 r／min时的振动明显偏大，主要原因为此次平衡配重是针对满负荷阶段的振动矢量计算的。

（2）低负荷阶段。在500 MW及以下负荷时，＃6，＃7瓦轴振的通频振动值基本稳定在40μm左右（14：00—22：00）。但从汽轮发电机组在线状态监测和分析（TDM）系统的监测趋势图上可以看到，7X轴振的振动矢量发生了很大变化，从最初的350°左右漂移至140°左右（14：30—19：30）。

从TDM系统趋势图看，＃6，＃7瓦振动矢量已经漂移了100°左右。从矢量变化趋势看，振动矢量随负荷增加还有进一步的偏移趋势。

（3）高负荷阶段振动。700MW时：6X，36μm；7X，45μm。900MW时：6X，46μm；7X，62μm。刚到1000MW时：6X，56μm；7X，79μm。1 000MW运行1 h后振动稳定数据：6X，74μm；7X，99μm。1 000 MW运行 6 h后振动稳定数据：6X，74μm；7X，98μm。

从高负荷阶段的振动变化趋势看，＃6，＃7瓦轴振爬升曲线在700MW以上开始陡峭，在1 000MW稳定负荷后，＃6，＃7瓦轴振仍有滞后1 h左右的爬升时间（爬升幅值为20μm左右），随后振动在1000 MW负荷下能长时间保持稳定。

经分析第3次配重，在500MW负荷后有振动幅值的爬升，相角仍在变化，但在达到满负荷后，经一定时延后基本稳定在100μm（单峰），基本达到了第3次配重前预期的效果。

2.4 振动的消除

为进一步保证机组投入生产后稳定运行，决定对＃2发电机进行抽转子检查，进一步查找＃7瓦振动爬升的原因。

2.4.1 针对振动爬升故障的主要检查

（1）发电机转子交流阻抗试验和极平衡试验。试验数据表明状态良好。

（2）发电机转子通风试验。该试验在静态下进行，目前只能检测和评估通风孔是否通畅，各孔通风量因检测手段的限制无法定量评估。发电机厂商对此次现场转子通风试验结果表示认可。

（3）轴系中心复查调整。复查数据表明，汽轮发电机组对轮中心略有上张口（0.08mm），复装时按要求调整为下张口（0.01mm）。励磁发电机对轮复装时下张口控制在0.15mm。

（4）汽、励端密封瓦配合状态检查调整。复查结果表明，汽、励端密封瓦支座的内档迷宫密封与转轴有明显磨痕，复装前对迷宫铜条进行了修刮去翻边处理，复装时按图纸要求控制了间隙。

复查时发现，励端密封瓦内圆及平面均有碰磨痕迹，尤其是平面磨痕较为明显。复装阶段也发现，密封瓦座对合接缝处有0.08mm左右的错位现象，安装公司反映初次安装阶段就有该现象。在发电机厂技术人员的现场指导下，最终修正了该缺陷。

检查结果表明，汽、励端密封瓦本身的尺寸数据、椭圆度、平直度良好。

（5）汽、励端轴瓦球面接触状态检查修整。复检时发现球面接触状态较差，汽端瓦呈线接触，接触面积严重不足。励端瓦接触角小于90°，两侧接近水平方向范围无接触。

发电机厂家派出专业人员现场研磨球面，最终达到了接触角大于120°、检查面积大于80%、接触点分布均匀的配合要求。

（6）转子与铁心气隙隔板间隙检查调整。复查时发现，该气隙隔板与转子励端护环外圆有明显磨痕，护环外圆60°弧度范围碰磨痕迹锃亮，有略显过热现象，气隙隔板内圆上1～3点位置磨痕严重发黑。复装时严格控制了该配合间隙。

2.4.2 检修后发电机振动情况

＃2机此次检修工作完成后，重新带到1 000MW满负荷。在此过程中，发电机＃6，＃7瓦轴振基本稳定（包括振幅和相位）。轴振与相位趋势图如图1所示。

图1 轴振与相位趋势图

（1）机组定速后，在并网前做了发电机电气试验，励磁电流最大达到2 000A左右，在此期间发电机＃6，＃7瓦轴振基本稳定（包括振幅和相位）。该状态与前次新机安装后初次冲转定速时电气试验阶段＃6，＃7瓦轴振有明显爬升状态相比，有了明显好转。

（2）发电机并网及后续升负荷过程中，＃6，＃7瓦轴振，尤其是＃7瓦轴振，振幅和相位始终保持稳定。与前次运行过程中＃6，＃7瓦轴振振幅大幅爬升，相位飘移150°的状态相比，有了本质的变化，即：此次检查消缺工作消除了造成发电机热态弯曲变形的故障，各瓦的轴振均低于70μm，且较稳定。

3 结论

检修后重新开机，发电机振动热态明显爬升的现象消失，造成先前振动热态明显爬升现象的主要原因如下。

（1）励端气隙隔板与转子护环碰磨，因护环悬挂式热套在转子本体上，该处的碰磨对振动影响较为敏感；同时，护环膨胀量将根据负荷的变化而变化。从原先表征出的热不平衡现象看，此缺陷应为主要原因。

（2）励端密封瓦座对合接缝错位，抵消了轴向间隙裕度，造成密封瓦自由度受阻，导致密封瓦与转子碰磨。

（3）汽、励端轴瓦球面接触不良，造成轴瓦支撑刚度不足，尤其是高负荷阶段动刚度更差。

［1］杨军，李桂阳，何辄.机组轴系振动诊断及处理方法研究［J］.华电技术，2008，30（1）：50-52.

［2］郭学，程明都，李自峰，等.210MW汽轮发电机组振动分析与处理［J］.华电技术，2008，30（9）：27-29.

（本文责编：白银雷）

TK 268.+1

：B

：1674-1951（2015）04-0043-02

纪云松（1969—），男，江苏常州人，高级工程师，从事燃气电厂管理方面的工作（E-mail：13775221017＠163.com）。

2014-12-02；

2015-01-20