#2發(fā)電機(jī)振動(dòng)原因分析及處理過(guò)程
針對(duì)法國(guó)阿爾斯通公司330MW機(jī)組發(fā)電機(jī)振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行分析，將振動(dòng)處理的經(jīng)過(guò)進(jìn)行論述，找出造成振動(dòng)的主要原因，供分析同類(lèi)型問(wèn)題時(shí)做為參考。
[關(guān)鍵詞] 發(fā)電機(jī) 振動(dòng) 維修處理
1 #2發(fā)電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)
蒙達(dá)公司#2發(fā)電機(jī)組系北重-阿爾斯通公司生產(chǎn)的T255-460型，該機(jī)組采用自激式旋轉(zhuǎn)二極管無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，冷卻方式為水-氫-氫。#2發(fā)電機(jī)組于2003年3月份進(jìn)行了投產(chǎn)后的首次標(biāo)準(zhǔn)性大修，修前未發(fā)現(xiàn)機(jī)組有任何異常狀況。在4月30日機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)后各運(yùn)行參數(shù)正常。第二天巡視發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁機(jī)端蓋垂直振動(dòng)值達(dá)0.14mm。已經(jīng)嚴(yán)重超出了振動(dòng)監(jiān)督的合格范圍，隨即停機(jī)進(jìn)行了檢查處理。以下詳細(xì)介紹處理經(jīng)過(guò)及原因分析。
2 前兩次處理經(jīng)過(guò)及原因分析
2.1 2003年5月1日停機(jī)后，根據(jù)出現(xiàn)振動(dòng)的部位分析，主要集中在勵(lì)磁機(jī)本體處。而且勵(lì)磁機(jī)的電樞是懸掛在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部，造成振動(dòng)的可能性極大。勵(lì)磁機(jī)解體后檢查未發(fā)現(xiàn)安裝有異常情況，重新校核聯(lián)軸節(jié)的螺栓力矩為1470N.m，勵(lì)磁機(jī)電樞外圓端部擺度測(cè)試值如表1
表1 勵(lì)磁機(jī)電樞外圓端部擺度數(shù)值
|
對(duì)應(yīng)點(diǎn) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
數(shù)值（mm） |
0.01 |
0.03 |
0 |
-0.04 |
-0.06 |
-0.03 |
-0.03 |
-0.01 |
兩對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的代數(shù)差均小于0.08mm（標(biāo)準(zhǔn)），說(shuō)明該點(diǎn)的安裝質(zhì)量符合要求。勵(lì)磁機(jī)裝復(fù)后沖車(chē)至3000r/min，勵(lì)磁機(jī)端蓋垂直振動(dòng)值達(dá)0.22mm。根據(jù)振動(dòng)情況可以看出勵(lì)磁機(jī)檢查未出效果。隨后邀請(qǐng)西安熱工研究所專(zhuān)家來(lái)廠協(xié)助診斷，為了盡快消除振動(dòng)，對(duì)勵(lì)磁機(jī)電樞端部平衡塊進(jìn)行了配重試驗(yàn)，通過(guò)3次增減電樞端部平衡塊，使得振動(dòng)消除發(fā)電機(jī)#7、#8瓦處的軸振和瓦振明顯降低，于2003年5月14日，并網(wǎng)帶負(fù)荷運(yùn)行，啟動(dòng)后振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)如表2
表2 首次帶負(fù)荷的振動(dòng)測(cè)試值
|
名稱(chēng) |
負(fù)荷 MW |
#7瓦 |
#8瓦 |
端蓋 | |||
|
⊥ |
= |
⊥ |
= |
⊥ |
= | ||
|
瓦振 μm |
120 |
14 |
20 |
23 |
37 |
60 |
47 |
|
280 |
0 |
15 |
18 |
7 |
7 |
32 | |
|
軸振 μm |
120 |
31 |
29 | ||||
#2機(jī)組啟動(dòng)后，經(jīng)有關(guān)專(zhuān)家和蒙達(dá)公司專(zhuān)業(yè)人員共同分析，一致認(rèn)為造成發(fā)電機(jī)振動(dòng)的主要原因?yàn)?/SPAN>
1）發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部存在碰磨，集中表現(xiàn)在勵(lì)磁機(jī)電樞部位；
2）汽輪發(fā)電機(jī)組存在膨脹不均勻和熱變形。
2.2 #2機(jī)大修后從5月14日啟動(dòng)后運(yùn)行至7月份，發(fā)電機(jī)振動(dòng)未發(fā)現(xiàn)異常情況。當(dāng)進(jìn)入夏季高溫時(shí)，發(fā)電機(jī)的冷、熱氫溫度提高大約15℃，此時(shí)發(fā)電機(jī)
的振動(dòng)發(fā)生了明顯的變化，2003年10月14日測(cè)試振動(dòng)的結(jié)果如表3
表3 機(jī)組運(yùn)行5個(gè)月后的振動(dòng)測(cè)試值 ,
|
負(fù)荷 MW |
軸振（μm） |
瓦振（μm） | ||
|
#7 |
#8 |
#7 |
#8 | |
|
330 |
65.5 |
54.3 |
68.2 |
112 |
對(duì)運(yùn)行中振動(dòng)跟蹤結(jié)果進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論
1） 發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣溫度對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)的影響特別敏感，振動(dòng)大小隨著氫氣溫度的變化而變化
2）機(jī)組無(wú)功負(fù)荷的變化，對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)的影響也較大。#2機(jī)組的無(wú)功負(fù)荷一般只保持在30Mvar左右，無(wú)功負(fù)荷升高后勵(lì)磁機(jī)的振動(dòng)明顯增大。
運(yùn)行一段時(shí)間后，勵(lì)磁機(jī)的外部振動(dòng)再次達(dá)到0.11mm左右。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，于2004年3月16日停機(jī)小修，再次對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)進(jìn)行處理。勵(lì)磁機(jī)揭蓋檢查后在其端部增加平衡塊75g，發(fā)電機(jī)#7、#8振動(dòng)分別降至0.012mm至0.016mm，通過(guò)配重后調(diào)整氫氣溫度和無(wú)功負(fù)荷，運(yùn)行不久以后勵(lì)磁機(jī)部位的振動(dòng)值又上升到了0.13mm，發(fā)電機(jī)組在振動(dòng)超標(biāo)的情況下維持運(yùn)行。
3 #2機(jī)組B級(jí)檢修中對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)的分析及處理
3.1振動(dòng)影響著整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)的安全可靠運(yùn)行，而且超過(guò)允許值的振動(dòng)將帶來(lái)許多危害,大致可以分析為以下幾個(gè)方面：
1）引起動(dòng)、靜部分磨擦，并且加速這些部件的磨損，產(chǎn)生偏磨。
2）使某些部件產(chǎn)生過(guò)大的動(dòng)應(yīng)力、導(dǎo)致疲勞損壞，其中以軸瓦鎢金碎裂及燒損軸瓦居多。
3）使汽封、油封間隙加大而降低機(jī)組熱效率。
4）引起某些堅(jiān)固件的斷裂和松脫，如軸承座地腳螺栓斷裂、松動(dòng)。
5）使定子鐵芯疊片或定子繞組絕緣損壞引起短路
根據(jù)水電部對(duì)3000r/min的汽輪發(fā)電機(jī)的軸承振動(dòng)幅值的規(guī)定如表4：按這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定判斷，#2勵(lì)磁機(jī)的振動(dòng)處在不合格的范圍內(nèi)，這將對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行造成極其嚴(yán)重的危害，所以，必須停機(jī)進(jìn)行振動(dòng)處理。
表4 汽輪發(fā)電機(jī)的軸承振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)
|
轉(zhuǎn)速（r/min） |
優(yōu) |
良 |
合格 |
|
3000 |
20μm以下 |
30μm以下 |
50μm以下 |
3-2 前次大修中發(fā)電機(jī)存在并處理的異常情況
1） 發(fā)電機(jī)#7瓦軸頸處有3道劃痕，其中最嚴(yán)重的一處寬4mm，深2.5mm，對(duì)該劃痕進(jìn)行了微弧焊處理，并更換#7瓦。
2） 汽輪機(jī)的高、中壓缸前后軸封及隔板汽封有磨損，對(duì)磨損嚴(yán)重的汽封進(jìn)行更換，整個(gè)通流部分間隙調(diào)整在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
3） 低、發(fā)中心高低偏差0.75mm，對(duì)發(fā)電機(jī)兩側(cè)基礎(chǔ)進(jìn)行的調(diào)整，使中心高、低差達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求0.04mm，左右0.00
4） 勵(lì)磁機(jī)電樞與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的剪切銷(xiāo)釘中有一個(gè)犯卡，通過(guò)檢修現(xiàn)場(chǎng)的手段未能拔出，原位進(jìn)行了回裝。
5） 經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)出有3個(gè)旋轉(zhuǎn)二極管反向耐壓超標(biāo)，用天平稱(chēng)重后保證質(zhì)量不變的情況下進(jìn)行更換,避免由于質(zhì)量不平衡造成振動(dòng)。
根據(jù)上次大修中發(fā)電機(jī)存在以及處理的問(wèn)題，分析了造成機(jī)組振動(dòng)的原因，決定利用#2機(jī)組B級(jí)檢修的機(jī)會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行解體檢修，對(duì)機(jī)組的振動(dòng)問(wèn)題做一次徹底處理。
3-3 B級(jí)檢修中對(duì)發(fā)電機(jī)振動(dòng)的處理經(jīng)過(guò)
發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期在振動(dòng)超標(biāo)的情況下運(yùn)行，造成的危害是顯而易見(jiàn)的，這樣下去對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定造成極大的危害。北方聯(lián)合電力公司會(huì)同北京汽輪電機(jī)有限公司的相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員，組織召開(kāi)了#2機(jī)組處理振動(dòng)的專(zhuān)題會(huì)議，決定進(jìn)行發(fā)電機(jī)解體檢查,并且對(duì)轉(zhuǎn)子返廠做動(dòng)平衡試驗(yàn)。
3.3.1停機(jī)前做發(fā)電機(jī)空載無(wú)勵(lì)磁狀態(tài)下的振動(dòng)測(cè)試，結(jié)果如表5：
表5 2005年大修前空載測(cè)試振動(dòng)
|
負(fù)荷 MW |
軸振（μm） |
| ||
|
#7 |
#8 |
#7 |
#8 勵(lì)磁機(jī) | |
|
0 |
17.9 |
42 |
18 |
26 60 |
瓦振（μm）
3.3.2轉(zhuǎn)子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常
3.3.3發(fā)電機(jī)解體后檢查處理的項(xiàng)目及內(nèi)容
1）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子返廠，進(jìn)行了轉(zhuǎn)子單獨(dú)以及轉(zhuǎn)子與電樞一體的動(dòng)平衡測(cè)試，動(dòng)平試驗(yàn)完全合格。
2）轉(zhuǎn)子回裝前的絕緣電阻，直流電阻及交流阻抗測(cè)試合格。
3）對(duì)#7瓦軸頸處微弧焊處理的劃痕進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中一處高出0.14mm，經(jīng)過(guò)研磨后使軸頸光滑并達(dá)到一致
4)#7軸承下瓦鎢金局部受損，將#7軸承更換為原始安裝時(shí)所用的軸承，并對(duì)軸承球面進(jìn)行刮研，使得接觸合格。
5）勵(lì)磁機(jī)電樞與轉(zhuǎn)子連接的剪切銷(xiāo)釘間隙稍大，所有銷(xiāo)釘重新制作并更換。
6）發(fā)電機(jī)定子繞組端部振型模態(tài)試驗(yàn)及引出線的固有頻率測(cè)試均合格
7）冷卻器內(nèi)部固定螺栓檢查，緊固狀態(tài)良好
8）發(fā)電機(jī)定子調(diào)整墊片原為多個(gè)鐵皮墊疊加，本次檢修全部更換為不銹鋼墊片，而且每處不超出三片，沿發(fā)電機(jī)縱向呈階梯狀布置，左右厚度完全相同。
9） 發(fā)電機(jī)與低壓轉(zhuǎn)子重新調(diào)中心，二者圓周差<0.005mm，端面差<0.005mm，對(duì)輪連接后調(diào)整其同心度<0.03mm
3.3.4運(yùn)行中轉(zhuǎn)子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常
3.3.5勵(lì)磁機(jī)安裝的關(guān)鍵點(diǎn)
#2發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁機(jī)是旋轉(zhuǎn)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，勵(lì)磁機(jī)懸掛在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子端部，勵(lì)磁機(jī)電樞對(duì)發(fā)電機(jī)的振動(dòng)影響特別大，所以勵(lì)磁機(jī)安裝過(guò)程中有以下一些工序應(yīng)嚴(yán)格要求；
1）電樞安裝如圖1所示，d和d1直徑尺寸差值（即間隙）應(yīng)≥0.6mm，若<0.6mm，應(yīng)修整導(dǎo)桿絕緣層
外圓（d）
2） 電樞安裝后慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，用百分表檢查圖2中A、B、C、C、D、E、F各部位的外圓跳動(dòng)偏差，C點(diǎn)部位外圓跳動(dòng)兩對(duì)標(biāo)稱(chēng)點(diǎn)的代數(shù)差應(yīng)≤0.20mm，間隙K≤H1-H。將各組數(shù)據(jù)調(diào)整在合格范圍.。
3）勵(lì)磁機(jī)電樞的安裝。檢查電樞所帶的平衡塊一定要緊固，軸銷(xiāo)與銷(xiāo)孔只有0.01mm的間隙，否則會(huì)造成安裝困難或晃度過(guò)大。
4）轉(zhuǎn)子接地檢測(cè)裝置回裝時(shí)，要將發(fā)射器底座邊緣與止口配合好，避免發(fā)射器裝偏，引發(fā)勵(lì)磁機(jī)的擺動(dòng)。
4、結(jié)論
引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的原因有很多，主要有電磁和機(jī)械方面。發(fā)現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)后一定要仔細(xì)判別振動(dòng)原因。
4.1為了確定是否屬于電磁方面的原因，首先應(yīng)觀察三相電流是否平衡，如不平衡則產(chǎn)生100HZ的振動(dòng)；其次，再保持負(fù)荷值一定，在較大范圍改變勵(lì)磁電流，觀察勵(lì)磁電流對(duì)振動(dòng)的影響，如果隨其變化，振動(dòng)也急劇變化，就表明振動(dòng)原因是轉(zhuǎn)子繞組存在匝間短路。
4.2為了確定是否屬于機(jī)械方面的原因，可保持勵(lì)磁電流一定，若振動(dòng)隨著有功負(fù)荷變化，則表明振動(dòng)是由于機(jī)械原因引起的，通常應(yīng)在汽輪機(jī)上或在汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)聯(lián)軸部位上尋找原因，如果振動(dòng)值較大，而且不隨勵(lì)磁電流或負(fù)荷的變化而變，這種現(xiàn)象也屬于機(jī)械原因引起。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)。主要表現(xiàn)為50HZ和100HZ兩個(gè)頻率；50HZ的振動(dòng)主要由轉(zhuǎn)子不平衡引起，并通過(guò)軸承、端蓋偉給機(jī)座，減小的辦法就是提高轉(zhuǎn)子大齒和小齒兩個(gè)方向的剛度不同引起的
4.3機(jī)組檢修后的安裝，一定要嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求進(jìn)行，技術(shù)數(shù)據(jù)調(diào)整在合格的范圍內(nèi)，盡量避免由于安裝、調(diào)試的質(zhì)量原因而造成振動(dòng)，使發(fā)電機(jī)組在優(yōu)良振動(dòng)的條件下穩(wěn)定運(yùn)行。
| 公司名稱(chēng)： | 湘潭電機(jī)修理廠(湘潭電機(jī)維修中心) |
| 聯(lián) 系 人： | 胡經(jīng)理 |
| 聯(lián)系電話： | 0731-58626841 |
| 手 機(jī)： | 13367420761 |
| 公司郵箱： | 2547364023@QQ.COM |
| 公司網(wǎng)址： | http://www.www.haloandellis.com/ |
