蒲石河抽水蓄能电站1号机组振摆状态分析

陶迎新，董兴顺，张子龙，张 超

辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司

蒲石河抽水蓄能电站1号机组振摆状态分析

陶迎新，董兴顺，张子龙，张 超

辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司

辽宁蒲石河抽水蓄能电站1号机组为哈尔滨电机厂有限责任公司生产制造，全面掌握机组振摆情况，验证是否满足国标要求，并为机组检修提供参考，以便检修时调整轴线或瓦间隙。

机组；振摆；脉动；分析

1 概述

辽宁蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省丹东市宽甸满族自治县境内，安装4台单机额定容量为334MVA（发电工况）的单级混流可逆式水泵水轮机-发电电动机组，发电电动机为立轴半伞式可逆同步电机，水泵水轮机额定转速333.3rpm，额定水头308m，转轮叶片数9个。其主要任务是为系统承担调峰、填谷和提供事故备用，同时担任系统调频、调相等任务，以缓解系统严重的调峰矛盾，提高系统供电质量，为电网安全运行提供保证。

图1 1号机组发电300MW工况上导、下导、水导摆度趋势

图2 1号机组抽水-300MW工况上导、下导、水导摆度趋势

2 评价标准

区域A：振动数值在此范围内的设备可认为是良好的并可不加限制地运行，新机一般在区域A内进行考核；

区域B：振动数值在此范围内的设备可以接受长期运行；

区域C：振动数值落入此范围内，提请注意安排维修。一般，该机器还可以运行一段有限时间，直到合适机会进行检修；

区域D：振动数值落入该范围的设备被认为极有可能导致损毁事故。

根据蒲石河电站机组的转速（333.3r/min），查得摆度允许值（峰峰值）为248μm。

《水轮发电机组安装技术规范》GB/T 8564-2003规定：在任何情况下，转速在250～600 r/min以下的机组，水轮机导轴承处的绝对摆度不得超过0.25mm。

2.1 机组振动评价标准

（1）顶盖振动

《水轮发电机组安装技术规范》GB/T 8564-2003规定，额定转速在250≤n＜375r/min区间，其顶盖水平振动小于50μm，顶盖垂直振动小于60μm。

对照国家标准，蒲石河电站机组顶盖振动(双幅)允许值：水平振动小于50μm，垂直振动小于60μm。

（2）机架、定子铁心振动

对照国家标准，蒲石河电站机组上机架振动(双幅)允许值：垂直振动不大于50μm、水平振动不大于70μm；下机架振动允许值：垂直振动不大于50μm、水平振动不大于70μm。

2.2 机组压力脉动评价标准

通过计算蒲石河电站机组比转速ns为：149，其尾水管压力脉动峰-峰值应不大于相应运行水头的3%，蒲石河电站机组尾水管压力脉动运行峰-峰值不大于90.6kPa。

图3 1号机组发电300MW工况上机架、下机架、顶盖振动趋势

图4 1号机组抽水-300MW工况上机架、下机架、顶盖振动趋势

3 机组振摆状态监测分析

2015年1-3月,1号机组发电工况所带负荷集中在300MW和200MW附近区间，抽水工况负荷集中在-300MW附近区间，该工况下，负荷稳定时间超过1小时，本报告只是对以上负荷区间的机组振摆、压力脉动、温度进行趋势分析。

3.1 轴系摆度评价

通过对2015年1-3月1号机组发电工况带有功功率300MW，200MW，抽水工况-300MW，上导摆度、下导摆度、水导摆度的时域波形、频谱图与数据对比分析。

可以看出，1号机组在发电、抽水工况下，上导摆度在179～233μm范围内变化，下导摆度在60～134μm范围内变化，水导摆度在56～89μm范围内变化，均未超过国家标准限值250μm，且趋势稳定性较好，上导摆度较大，建议加强观察、监督。各部摆度趋势见图1、图2。

3.2 机组振动评价

分析上机架振动、下机架振动、顶盖振动的时域波形、频谱图与数据对比，可以看出1号机组上下机架水平振动自2014年10月开始有上升趋势，下机架水平振动2014年12月起超过国家标准，建议加强观察；其余振动测点测值较为稳定，无明显变化和异常。各部振动趋势见图3、图4。

3.3 压力脉动评价

2015年1-3月，1号机组在发电工况带有功功率300MW及200MW，抽水工况功率-300MW，通过对蜗壳进口、顶盖、尾水管进口及导叶后压力脉动趋势图对比分析。

可以看出，1号机组在发电300MW工况下转轮与导叶间压力脉动1月28日后明显上升，从30kPa上升至110kPa，之后在100kPa附近反复震荡，2月18日～20日降到30～40kPa震荡，3月7日再次升到100kPa附近反复震荡；1号机组在发电200MW工况下转轮与导叶间压力脉动数据变化与300MW工况时相近，幅值未超过压力脉动限制90.6kPa；转轮与底环压力脉动自1月28日开始反复出现超过限制90.6kPa数据，应尽快检查传感器或有无设备缺陷。其余各部压力脉动较为稳定，无明显异常。

各部压力脉动趋势见图5、图6。

4 结论

4.1 1号机组在发电、抽水工况下，上导、下导、水导摆度均未超过国家标准限值250μm，且趋势稳定性较好。

4.2 1号机组上下机架水平振动自2014年10月开始有上升趋势，下机架水平振动2014年12月起超过国家标准，建议加强观察。

4.3 在发电300MW、200MW工况下，1号机组的转轮与导叶、转轮与底环压力脉动间压力脉动反复震荡，出现超标准振动现象，检查原因、排除缺陷或故障。

图5 1号机组发电300MW工况各部位压力脉动趋势

图6 1号机组抽水-300MW工况各部位压力脉动趋势

陶迎新（1982-），男，大学本科，辽宁朝阳人，工程师，从事水机管理工作。