某亚临界600MW机组发电机振动研究

卢鹏宇 洪大智 于 明

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010200）

0 引言

某机组为引进日立公司技术生产的600 MW汽轮发电机组。汽轮机型号为TC4F-40，发电机型号为TFLQQ-KD。汽轮机采用高中压缸合缸结构，两个低压缸均为双流反向布置。轴系采用双支撑型式，1、2号轴承采用可倾瓦式轴承，3～6号轴承采用椭圆抗冲击轴承，7～9号轴承采用椭圆形轴承，其中1～9号轴承上瓦的X、Y向装有瓦振测量装置。

机组投产后轴系整体振动良好，运行至机组第一次A修，由于中心偏差，对发电机定子垫片进行了较大调整，A修后机组启动，空载运行时7、8瓦轴振和瓦振优良，机组带负荷后，轴振、瓦振均随升负荷而上涨。本次机组检修后，发电机7、8瓦轴振和瓦振均较修前变大，其中瓦振变化量大于轴振的变化量。

机组A修后运行半年，氢冷器下部振动导致螺栓松动造成机组漏氢，就地测试发电机出线箱振动偏大，最高至100 μm。

1 发电机振动情况

1.1 历次检修后振动情况

（1）2010年2月针对发电机出线箱振动问题开展C修工作，对发电机地脚进行载荷试验，检查密封瓦间隙和7、8瓦轴瓦间隙、紧力，更换发电机地脚垫片为梯形布置的斜垫片，并校正低发、发励中心。

机组C修后启动，7、8瓦的轴振和瓦振随机组负荷变化情况与修前相似，且振幅稍稍增大，如表1所示。

表1 2010年C修前后发电机振动情况单位：μm

（2）2010年9月临修中更换地脚垫片为符合日立公司要求的平垫片，检查密封瓦间隙和7、8瓦轴瓦间隙、紧力，并校正低发、发励中心。

机组临修后启动，7瓦轴振幅值增大30～40 μm，瓦振降低10 μm左右，8瓦轴振变化不明显，瓦振降低20～30 μm，如表2所示。

表2 2010年临修前后发电机振动情况单位：μm

（3）2011年1月C修中，检查发电机横销和纵销，发电机地脚螺栓孔磨损量，发电机地脚顶起后地脚接触情况，并清理地脚下水泥凸包；另外，抽发电机转子返厂，检查出有4匝存在匝间短路并做动平衡。

机组C修后启动，7、8瓦振动较修前有明显改善，如表3所示。

表3 2011年C修前后发电机振动情况单位：μm

1.2 线路跳闸后发电机振动情况

2011年3月，发生线路跳闸故障，故障点距离电厂37 km。发生故障后，7、8瓦振动发生了相应变化，8瓦X向瓦振从600 MW负荷时最开始的31 μm增大到84 μm，7瓦X向轴振也有近30 μm振幅的增加，X向瓦振涨了14 μm，如表4所示。

2014年和2021年机组分别进行了两次A修，对7、8瓦轴瓦、轴系中心及发电机转子均做了相关检查工作，修后7、8瓦振动有较好改善，但8瓦瓦振依旧偏大，超出报警值。

目前7、8瓦轴振基数较小，7瓦X/Y：25/27 μm，8瓦X/Y：35/31 μm；且随负荷变化很小，不超过10 μm。但7、8瓦瓦振大于轴振，其中7瓦瓦振X方向（右45°）振动最大到20 μm，7瓦瓦振Y方向（左45°）振动最大38 μm，7瓦瓦振Z方向（轴向）振动最大24 μm。7Z瓦振较为稳定，与机组负荷、轴振关联性不强，7X和7Y与负荷呈负相关。

8瓦瓦振X方向（右45°）振动最大到69 μm，8瓦瓦振Y方向（左45°）振动最大到52 μm，8瓦瓦振Z方向（轴向）振动最大到30 μm。8Z瓦振较为稳定，与机组负荷、轴振关联性不强，8X和8Y与负荷呈正相关。瓦振变化较负荷变化有一定的滞后时间，尤其是450～600 MW负荷段振动爬升显著。

2 振动相关性分析

2.1 振动与运行参数关系

2.1.1 与负荷关系

发电机7、8瓦轴振基数偏小，均在30 μm左右，负荷变化期间，7、8瓦轴振无明显变化，变化趋势如图1所示。

发电机7瓦瓦振基数偏小，幅值在10～20 μm，负荷变化期间，7X瓦振与负荷呈现一定负相关性，7Y瓦振与负荷关系不明显；发电机8瓦瓦振基数偏大，幅值在55～65 μm，负荷变化期间，8X瓦振与负荷呈现一定正相关性，8Y瓦振与负荷呈现一定负相关性，且瓦振随负荷变化存在滞后性，变化趋势如图2所示。

2.1.2 与瓦温、油温关系

机组运行期间，发电机7、8瓦瓦振以及对应轴瓦瓦温与润滑油温度关系不明显，变化趋势如图3所示。

2.1.3 与氢气温度关系

机组运行期间，查看冷氢、热氢温度与发电机瓦振关系，发现冷、热氢气温度对发电机振动无明显影响，变化趋势如图4所示。

图4 发电机瓦振与氢温关系

2.2 振动原因分析

（1）8瓦轴振基数很小，在优良范围内，轴振变化量不明显，而瓦振幅值与轴振的比值达到了1.8～2.1倍，且瓦振最大值可达到65 μm左右，说明转子的激振力不大，定子的动刚度偏低[1]。

（2）2014年机组大修前，600 MW负荷下8瓦轴振47/26 μm、8瓦瓦振34/42/30 μm，机组检修后，565 MW负荷下8瓦轴振47/46 μm、8瓦瓦振60/49/41 μm。在检修期间，对发电机垫片进行了调整，说明发电机定子的调整对瓦振还是有影响的，在轴振变化不大的情况下，瓦振变化20～30 μm[2]。

（3）轴承座振动增大的原因在于定子振动大，定子振动大与定子底座和台板接触不实有关，检修中对定子底座垫片的调整可能导致其接触和连接状况发生变化[3-4]。

（4）发电机底部出线箱振动偏大，分析认为是发电机轴承振动增大导致下部出线箱振动明显，且在对应转速下出现振动峰值，说明出线箱在一定转速下存在共振现象。

3 结论

机组在A修期间进行发电机定子垫片调整，修后启动发电机轴承出现振动问题，且发电机轴振均在优良范围内，说明定子刚度出现问题，即定子底部接触情况发生变化，导致发电机轴承瓦振偏大，同时也引起发电机底部出线箱振动增大。后续结合机组检修机会，针对发电机定子底部接触情况进行发电机定子载荷调整试验，提高定子接触刚度，以解决发电机瓦振偏大问题。