越南沿海三期电站#1机组振动分析和处理

滑赵杰

(中国成达工程有限公司，成都 610041)

越南沿海三期电站#1机组振动分析和处理

滑赵杰

(中国成达工程有限公司，成都 610041)

越南沿海三期电站汽轮发电机组在空负荷和正常运行状态下的振动值偏大，尤其是在发电机温升试验时，发电机的振动值随着励磁电流的变化而变化。通过分析认为，机组的振动主要是由转子的不平衡量引起，通过现场动平衡，有效地解决了机组在各工况下振动偏大的问题。

动平衡；振动；励磁电流；发电机

0 引言

越南沿海三期电站#1机组汽轮机为东方汽轮机有限公司生产的D600W型单轴、三缸四排汽凝汽式汽轮机，发电机为东方电机有限公司生产的QFSN-622.5-2-22发电机。整个轴系由高中压转子、低压A转子、低压B转子和发电机转子构成，共8副支持轴承和1副稳定轴承，其中#1，#2轴承为可倾瓦结构，其余轴承为椭圆瓦结构。

#1机组从机头看，转子沿逆时针方向旋转，鉴相传感器位于机头端部右侧斜上20°，Y向轴振传感器位于右侧斜上45°位置，瓦振传感器位于轴承垂直正上方。机组安全监视系统(TSI)为Bently 3500系统，在线机械管理系统(MMS)为Bently System@ 1系统。

1 振动现象及分析

#1机组在调试及“720 h试运行”期间，汽轮机轴系#1～#5轴承处轴振振动良好，振幅小于50 μm；#6轴承座盖振在空载和低负荷工况下振动偏大，振幅超过50 μm，高负荷下#6轴承座盖振振幅下降到50 μm以下；发电机转子在空载工况下，#7轴振振幅超过80 μm，#7轴承座盖振振幅和#8轴振振幅、盖振振幅均小于40 μm，但随着机组负荷增加，#7，#8轴振、盖振振幅都出现了明显增大，其中#7轴振和盖振振幅、#8盖振振幅增大最为突出，#8轴振振幅增大较缓，满负荷工况下#7轴振振幅超过100 μm，#7盖振振幅超过60 μm，#8盖振振幅超过50 μm，#8轴振振幅小于50 μm；发电机转子在满负荷622 MW工况下进行发电机温升试验时(功率因数调整到0.85)，发现随着励磁电流的增加，#7，#8轴振、盖振振幅均出现了快速增大，#7轴振振幅超过125 μm报警值，#7，#8盖振振幅超过80 μm。2016年12月12日，3 000 r/min空载时振动数据见表1，带负荷运行及温升试验时振动数据见表2。

表1 空载时振动数据 μm

表2 带负荷运行振动数据 μm

(1)调取MMS#1机组#6和#7轴承轴振振动频率瀑布图发现，机组在3 000 r/min空载工况下，#6，#7轴承轴振主要以工频振动分量为主，2倍频的分量较小，其他倍频的分量更小，说明低压转子和发电机的转子对轮对中性较好；振动工频大产生的原因有可能是轴承供油不足，也有可能是轴系不平衡，由于轴瓦温度和回油温度都正常，可以排除轴承供油不足的影响；由于振动的相位较为稳定，可以排除转子上零部件松动的可能性，说明振动主要由质量不平衡引起[1]。汽轮发电机组在生产制造过程中都进行过单转子的高速动平衡工作，在现场各转子连成轴系后轴系的平衡状态发生了改变，有可能产生

表3 负荷622 MW(功率因数约0.85)振动数据 μm

表4 负荷621 MW(功率因数约0.95)振动数据 μm

表5 负荷623 MW(功率因数0.96)振动数据 μm

表6 负荷622 MW(功率因数0.85)振动数据 μm

3 结束语

越南沿海三期电站汽轮发电机组振动大主要是由汽轮机发电机转子存在不平衡量(包括整个轴系冷态下的不平衡量和发电机转子由于励磁电流的作用在热态下膨胀不均所产生的新的不平衡量)引起的,动平衡后，整个轴系无论是在空载还是满负荷或是改变功率因数达到额定励磁电流条件下，振动值均满足要求。

[1]陆颂元.汽轮发电机组振动[M].北京:中国电力出版社,2002.

(本文责编：刘炳锋)

了新的不平衡量。

(2)发电机带负荷运行和温升试验时，发现励磁电流越大，发电机振动越大，在大励磁电流时转子振动振幅增加相对较快，发电机振动趋势和励磁电流的变化趋势相同，说明发电机可能存在匝间短路；通常发电机转子线圈在励磁电流影响下会发热膨胀，转子线圈铜导线温度比转子本体温度上升的速度快，并且铜导线的温度比较高，两者温度不同及热膨胀系数不一样，由于膨胀量不同可能出现相对位移，从而造成发电机转子出现新的不平衡量，进而引起发电机转子振动振幅变大。

(3)机组#6，#8轴承都存在轴瓦振动大于轴振的现象，其中#6轴瓦振动主要表现在空载和低负荷工况下，#8轴瓦振动主要表现在高负荷工况下，而空载工况下#7轴振、轴瓦振动振幅都偏大，且轴振、轴瓦振动振幅随负荷增大而增大；轴瓦振动的激振源主要来自轴振，一般轴振振幅均远大于轴瓦振动振幅。当轴承装配出现偏差和螺栓紧固力矩不够时或轴承座刚度不足时，可能会出现轴瓦振动振幅大于轴振振幅以及轴瓦振动振幅增长过快的问题。由于轴瓦振动的振幅基本稳定，基本可以排除轴瓦球面接触不好的问题[1]。

2 问题分析及处理

(1)匝间短路诊断。发电机配有发电机转子匝间短路在线监测装置，但发电机运行期间，没有发现明显的匝间短路现象。

(2)翻瓦检查及螺栓紧固。对发电机#7，#8轴承和#9稳定轴承进行了翻瓦检查。#7轴承翻瓦检查发现轴瓦有非常轻微的划痕，转子侧隙(A，C位置)超标，分析认为侧隙大是轴瓦加工所致，现场无法处理；#8轴承检查发现轴瓦有非常轻微的划痕，轴瓦与轴承套之间的顶隙偏大约为0.05 mm，现场对轴承套的中分面进行了研磨处理，调整后顶隙为0.08 mm(标准为0.04～0.10 mm)。#9轴承抬高量不足，现场增加0.10 mm垫片。针对#6轴承空载和低负荷工况下轴承盖振偏大，对#6轴承螺栓进行了重新紧固，防止紧力不足。对#8轴承支撑的端盖螺栓及轴承盖螺栓加大拧紧力矩，并全部进行了重新紧固。

(3)现场动平衡。由于#1机组在空负荷和带负荷时振动的相位变化幅度不大，在彻底排除了轴瓦和安装问题对机组的振动影响因素后进行现场动平衡工作。为了尽量减少动平衡过程中汽轮机冲转→并网→升负荷→解列→打闸→汽缸冷却→调整平衡块所需要的时间和启动停机次数，在3 000 r/min时，采用发电机定子出线端三相短路、同时手动加励磁电流的方式模拟并网后带高励磁电流的运行状态，结果发现由于电涡流的存在，导致母线罩固定螺栓被烧得通红，为安全起见限制了定子电流的继续提高，此时的转子温度距离额定负荷下额定功率因数时还相差较远，模拟没有达到预期的发电机转子温升效果。

随后，按照机组运行的历史振动数据，首先在低压转子与发电机之间的对轮上70°位置首次试加平衡质量700 g，随后机组启动并带负荷、不同工况运行条件下的轴系振动数据见表3、表4。

通过对机组#7，#8轴承的翻瓦检查及首次动平衡，解决了#6，#7，#8轴承盖振快速增大的问题，且在额定功率因数0.85的满负荷工况下，#6，#7，#8轴承处的轴振均明显降低, 但#5轴承处的轴振较之前有所升高。通过分析发现此时工频分量所占的比重仍然较高，机组的振动仍有优化的空间。

机组解列, 打闸停机冷却，使缸温冷却到150 ℃以下，重新调整动平衡方案，将低压转子与发电机之间的对轮处的平衡重移到110°位置，平衡块总质量增加到 883 g, 同时为了防止#5轴承处的轴振继续增大，在B低压缸#5轴承处末级叶轮处130°位置加平衡质量463 g。重新启机，轴系各处的轴振和盖振均达到理想的效果，在满负荷时不同功率因数条件下轴系振动值的具体数据见表5、表6。

2017-05-08；

2017-07-03

TK 248

B

1674-1951(2017)08-0053-02

滑赵杰(1981—)，男，河北内丘人，高级工程师，工学硕士,从事转动设备相关工作(E-mail:huazhaojie@chengda.com)。