1000MW二次再热汽轮发电机组振动故障分析及处理

2019-01-15徐福斌

电力科技与环保 2018年6期

夏芃，徐福斌，许尧

(国电泰州发电有限公司，江苏泰州 225300)

0 引言

泰州公司二期工程4×1000MW机组系上海电机厂THDF125/67型二次再热汽轮发电机组。3号、4号机组分别于2015年10月、2016年1月投产。调试期间4号机8、9号瓦振动偏大，经过多次检查和加装平衡块，效果不佳。2017年1月根据上海电机厂动平衡方案，在发电机励磁机风扇处(9瓦)的平衡槽内173°位置加装210g的平衡块。投运后绝对振动变化不大，相对振动8瓦变大(约56μm升至90μm)，9瓦变小(约101μm降至67μm)。一方面长期高频振动造成的焊缝裂纹，另一方面支吊架设计不合理，焊缝处应力超标，两者共同造成了氢气管道焊缝裂纹。发电机8瓦处振动，是由综合因素造成的，需要从轴承情况、台板基础、内部碰摩、发电机热不平衡、转子不平衡因素综合检查考虑[1]。

1 检修情况

根据厂家设计要求及检查标准，对轴瓦安装情况进行检查，重点检查瓦枕接触面积需75%以上，馈油孔周围应100%密封，用塞尺检查轴瓦与轴承座间隙，要求油槽附近接触面合格以及0.02mm塞尺塞不进，轴承座与下半轴瓦在哈夫面处的结合面，可以允许用0.1mm塞尺向下塞入长度约50～60mm，最大不超过100mm。现场检查结果发现汽、励端下半轴瓦与轴承座间隙0.02mm不入，8瓦轴承座接触面达80%左右，轴承座与下半轴瓦在哈夫面处的结合面用0.1mm塞尺可以塞入130mm，7瓦轴承座接触面达65%左右，轴承座与下半轴瓦在哈夫面处的结合面用0.1mm塞尺可以塞入130mm，轴瓦各项检查合格。检查小轴轴瓦承载情况，需保证轴瓦承载小轴一半的质量。架表用行车进行测量，要求轴瓦载荷在4.5t左右，现场检查结果表明，使用行车抬起励磁机转子进行测量轴瓦承载情况，用手拉葫芦拉行车承载到4t左右，百分表读数显示为0.05mm，用铜棒轻轻敲下半轴瓦，有明显的松动感，轴瓦承载不够。降负荷过程中9号瓦低频量越来越大，发生了油膜震荡，直到2600r/min低频量才消失。所以9号瓦要检查瓦的顶隙及瓦的接触情况，要加大9号承载通过9瓦抬高0.2mm的方法，使9瓦承载加大，提高了轴系的稳定性。0.05mm塞尺检查发电机机壳与垫片的间隙，需垫实并打紧螺栓。现场检查结果表明，汽、励端定子底角面与垫片之间0.05mm不入，间隙合格。另外对发电机地脚架表，松地脚螺栓，保证表变化幅度在0.03mm以内，也符合要求。该发电机修前轴振偏大，但相比其它轴承，仅大10～20μm，但瓦振大很多，怀疑是发电机台板或者轴承刚度问题，支撑方面可能有间隙。但最后检查结果没有发现问题。油挡间隙的检查，发现所有密封瓦油挡，支撑瓦油挡均有碰摩痕迹，轴颈处有明显沟槽。按照标准值上限进行调整，避免碰摩导致的振动[2]。

2 动平衡处理分析

泰州公司4号机组于2016年1月投产，投产初期发电机7号瓦、9号瓦轴振大，特别是9号瓦轴振大，商业运行后发电机振动有所变化。根据上海发电机厂专业人员在2016年12月26日测试的数据，发电机7号瓦轴振动良好，励磁机端轴振(9瓦)偏大，电机厂对发电机组进行动平衡处理，具体为在9瓦的励磁机风扇上进行配重，平衡块质量及角度为：215g，163°[3]。在励磁机风扇上按上述质量及角度加重后，2017年2月16日启动，23时45分定速3000r/min，2017年2月17日先后启、停3次，每次启动定速3000r/min时振动幅值和相位都略有变化，2017年2月20日机组因故停机，2月21日再次启动，此次启动后，带负荷运行，7、8号瓦轴振有所增大。2018年2月8日机组大修停机前再次对机组振动进行测试[4]。有关数据表明，7瓦轴振矢量定速3000转时与带负荷时有较大差别，是此次查出的密封支座碰磨引起。检修调整好密封支座间隙，会改善爬升现象，因此7瓦处暂不作平衡加重处理。8瓦轴振矢量定速时与带负荷时变化不是太大，考虑到8瓦瓦振比较偏大，实施一下平衡加重，降低不平衡激振力，改善8瓦的瓦振响应。

机组在带负荷运行后，7、8号瓦轴振振动均出现较大变化，因此发电机可能存在碰摩、热不平衡问题，本次检修中发现发电机汽端密封支座、外油挡位置有摩痕，发电机励端密封瓦油挡处有摩痕。在本次检修中即根据原来数据进行加重处理[5]。如果根据原来数据加重，可考虑励发靠背轮处加重P8为400g/140°。角度为从键相槽处逆转向度量。在这之前，由于本计算所依据的键相位置为根据前面经验所确定，在本次加重前，需要电厂再次确认轴振传感器X、Y的安装位置、以及键相传感器的安装位置，是否如图1所示。

原来方案400g/140°，加重位置应在9号孔，现发现9、10、11、12号孔均加有平衡块，原先预定的位置被占，采用高密度材料的平衡块，在原有平衡块基础上增加400g质量，圆满解决了现场遇到的困难。因为氢气管道非热力管道，支吊架为现场施工单位自行设计，在水平段往上爬升段底部缺乏支撑，所有垂直段质量均由焊口承受。因此考虑在垂直段最底部加装支撑，减少焊缝受力。对8瓦底部其余焊缝进行拍片探伤检测，排除之前振动可能带来的隐患。对其余支吊架进行普查，排除局部管道焊缝受力超标情况。