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1、#2發(fā)電機振動原因分析及處理過程 來源：中國論文下載中心 ［09-07-06 15:06:00 ］ 編輯：凌月仙仙 ［摘 要］針對法國阿爾斯通公司 330MW機組發(fā)電機振動問題進行分析， 將振動處理的經(jīng) 過進行論述，找出造成振動的主要原因，供分析同類型問題時做為 參考。 ［關(guān)鍵詞］發(fā)電機 振動 處 1 #2發(fā)電機振動產(chǎn)生經(jīng)過 蒙達(dá)公司#2發(fā)電機組系北重-阿爾斯通公司生產(chǎn)的 T255-460型，該機組采用自激式旋轉(zhuǎn) 二極管無刷勵磁系統(tǒng)，冷卻方式為水 -氫-氫。#2發(fā)電機組于2003年3月份進行了投產(chǎn)后的 首次標(biāo)準(zhǔn)性大修，修前未發(fā)現(xiàn)機組有任何異常狀況。在 4月30日機組啟動并網(wǎng)后各運行

2、參 數(shù)正常。第二天巡視發(fā)現(xiàn)勵磁機端蓋垂直振動值達(dá) 0.14mm。已經(jīng)嚴(yán)重超出了振動監(jiān)督的合 格范圍，隨即停機進行了檢查處理。以下詳細(xì)介紹處理經(jīng)過及原因分析。 2前兩次處理經(jīng)過及原因分析 2.1 2003年5月1日停機后，根據(jù)出現(xiàn)振動的部位分析，主要集中在勵磁機本體處。而且 勵磁機的電樞是懸掛在發(fā)電機轉(zhuǎn)子端部， 造成振動的可能性極大。勵磁機解體后檢查未發(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，勵磁機電樞外圓端部擺度測試值 如表1 表1勵磁機電樞外圓端部擺度數(shù)值 對應(yīng)點 1 2 3 4 5 6 7 8 數(shù)值（mm 0.01 0.03 0

3、 -0.04 -0.06 -0.03 -0.03 -0.01 兩對稱點的代數(shù)差均小于 0.08mm （標(biāo)準(zhǔn)），說明該點的安裝質(zhì)量符合要求。勵磁機裝復(fù)后 沖車至3000r/min ,勵磁機端蓋垂直振動值達(dá) 0.22mm。根據(jù)振動情況可以看出勵磁機檢查未 出效果。隨后邀請西安熱工研究所專家來廠協(xié)助診斷， 為了盡快消除振動，對勵磁機電樞端 部平衡塊進行了配重試驗，通過 3次增減電樞端部平衡塊，使得振動消除發(fā)電機 #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)荷運行，啟動后振動測試數(shù)據(jù)如 表2 表2首次帶負(fù)荷的振動測試值 負(fù)荷 #7瓦 #

4、8瓦 端蓋 名稱 MW 丄 = 丄 = 丄 = 瓦振 120 14 20 23 37 60 47 g m 280 0 15 18 7 7 32 軸振 120 31 29 g m 1 #2機組啟動后，經(jīng)有關(guān)專家和蒙達(dá)公司專業(yè)人員共同分析，一致認(rèn)為造成發(fā)電機振動的主 要原因為 1） 發(fā)電機和勵磁機內(nèi)部存在碰磨，集中表現(xiàn)在勵磁機電樞部位； 2） 汽輪發(fā)電機組存在膨脹不均勻和熱變形。 22 #2機大修后從5月14日啟動后運行至7月份，發(fā)電機振動未發(fā)現(xiàn)異常情況。當(dāng)進入夏 季高溫時，發(fā)電機的冷、

5、熱氫溫度提高大約 15 C,此時發(fā)電機 的振動發(fā)生了明顯的變化， 2003年10月14日測試振動的結(jié)果如表 3 表3機組運行5個月后的振動測試值 負(fù)荷 軸振（g m ） 瓦振（g m MW #7 #8 #7 #8 330 65. 5 54.3 68.2 112 對運行中振動跟蹤結(jié)果進行分析，得出以下結(jié)論 1） 發(fā)電機內(nèi)氫氣溫度對勵磁機振動的影響特別敏感，振動大小隨著氫氣溫度的變化而變 化 2） 機組無功負(fù)荷的變化，對勵磁機振動的影響也較大。 #2機組的無功負(fù)荷一般只保持在 30Mvar左右，無功負(fù)荷升高后勵磁機的振動明顯增大。 運行一段時間后，勵磁機

6、的外部振動再次達(dá)到 0.11mm左右。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況， 于2004 年3月16日停機小修，再次對勵磁機振動進行處理。勵磁機揭蓋檢查后在其端部增加平衡 塊75g,發(fā)電機#7、#8振動分別降至0.012mm至0.016mm，通過配重后調(diào)整氫氣溫度和無 功負(fù)荷，運行不久以后勵磁機部位的振動值又上升到了 0.13mm，發(fā)電機組在振動超標(biāo)的情 況下維持運行。 3 #2機組B級檢修中對勵磁機振動的分析及處理 3.1振動影響著整個汽輪發(fā)電機的安全可靠運行，而且超過允許值的振動將帶來許多危害 ， 大致可以分析為以下幾個方面： 1）引起動、靜部分磨擦，并且加速這些部件的磨損，產(chǎn)生偏磨。 2)

7、 使某些部件產(chǎn)生過大的動應(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組熱效率。 4) 弓|起某些堅固件的斷裂和松脫，如軸承座地腳螺栓斷裂、松動。 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3000r/min的汽輪發(fā)電機的軸承振動幅值的規(guī)定如表 4 :按這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定判斷, #2勵磁機的振動處在不合格的范圍內(nèi)，這將對發(fā)電機組的運行造成極其嚴(yán)重的危害，所以， 必須停機進行振動處理。 表4汽輪發(fā)電機的軸承振動標(biāo)準(zhǔn) 轉(zhuǎn)速(r/min ) 優(yōu) 良 合格 3000 20 [1 m以下 30 i m以下 50 i m以

8、下 3-2 前次大修中發(fā)電機存在并處理的異常情況 1) 發(fā)電機#7瓦軸頸處有3道劃痕，其中最嚴(yán)重的一處寬 4mm，深2.5mm，對該劃痕進 行了微弧焊處理，并更換 #7瓦。 2) 汽輪機的高、中壓缸前后軸封及隔板汽封有磨損，對磨損嚴(yán)重的汽封進行更換，整 個通流部分間隙調(diào)整在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。 3) 低、發(fā)中心高低偏差 0.75mm，對發(fā)電機兩側(cè)基礎(chǔ)進行的調(diào)整，使中心高、低差達(dá)到 標(biāo)準(zhǔn)要求0.04mm，左右0.00 4) 勵磁機電樞與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接的剪切銷釘中有一個犯卡，通過檢修現(xiàn)場的手段未能 拔出，原位進行了回裝。 5) 經(jīng)試驗檢測出有3個旋轉(zhuǎn)二極管反向耐壓超標(biāo)，用天平稱重后保證

9、質(zhì)量不變的情況 下進行更換，避免由于質(zhì)量不平衡造成振動。 根據(jù)上次大修中發(fā)電機存在以及處理的問題，分析了造成機組振動的原因，決定利用 #2機 組B級檢修的機會對發(fā)電機進行解體檢修，對機組的振動問題做一次徹底處理。 3-3 B級檢修中對發(fā)電機振動的處理經(jīng)過 發(fā)電機長期在振動超標(biāo)的情況下運行， 造成的危害是顯而易見的， 這樣下去對機組安全穩(wěn)定 造成極大的危害。北方聯(lián)合電力公司會同北京汽輪電機有限公司的相關(guān)專業(yè)人員， 組織召開 ,并且對轉(zhuǎn)子返廠做動平衡試驗。 了#2機組處理振動的專題會議，決定進行發(fā)電機解體檢查 3.3.1停機前做發(fā)電機空載無勵磁狀態(tài)下的振動測試，結(jié)果如表 5： 表

10、5 2005年大修前空載測試振動 負(fù)荷 MW 軸振（卩m ） 瓦振（卩m #7 #8 #7 #8 勵磁機 0 17. 9 42 18 26 60 332轉(zhuǎn)子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常 333發(fā)電機解體后檢查處理的項目及內(nèi)容 1） 發(fā)電機轉(zhuǎn)子返廠，進行了轉(zhuǎn)子單獨以及轉(zhuǎn)子與電樞一體的動平衡測試，動平試驗完全合 格。 2） 轉(zhuǎn)子回裝前的絕緣電阻，直流電阻及交流阻抗測試合格。 3） 對#7瓦軸頸處微弧焊處理的劃痕進行檢測，發(fā)現(xiàn)其中一處高出 0.14mm,經(jīng)過研磨后使 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所用的軸承，

11、并對軸承球面進行 刮研，使得接觸合格。 5） 勵磁機電樞與轉(zhuǎn)子連接的剪切銷釘間隙稍大，所有銷釘重新制作并更換。 6） 發(fā)電機定子繞組端部振型模態(tài)試驗及引出線的固有頻率測試均合格 7） 冷卻器內(nèi)部固定螺栓檢查，緊固狀態(tài)良好 8） 發(fā)電機定子調(diào)整墊片原為多個鐵皮墊疊加，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)電機縱向呈階梯狀布置，左右厚度完全相同。 9） 發(fā)電機與低壓轉(zhuǎn)子重新調(diào)中心， 二者圓周差＜0.005mm，端面差＜0.005mm，對輪連接后 調(diào)整其同心度＜0.03mm 3.3.4運行中轉(zhuǎn)子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常 335勵磁機安裝的關(guān)鍵點 #2發(fā)電機組的勵磁

12、機是旋轉(zhuǎn)無刷勵磁系統(tǒng)，勵磁機懸掛在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子端部，勵磁機電 樞對發(fā)電機的振動影響特別大，所以勵磁機安裝過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di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 跳動偏差，C點部位外圓跳動兩對標(biāo)稱點的代數(shù)差應(yīng) < 0.20mm間隙KW H1-H。將各組數(shù)據(jù) 調(diào)整在合格范圍.。 3） 勵磁機電樞的安裝。檢查電樞所帶的平衡塊一定要緊固，軸銷與銷孔只有 0.01mm的間 隙，否則會造成安裝困難或晃度過

13、大。 4） 轉(zhuǎn)子接地檢測裝置回裝時，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) 勵磁機的擺動。 4、結(jié)論 引起汽輪發(fā)電機組振動的原因有很多，主要有電磁和機械方面。發(fā)現(xiàn)振動超標(biāo)后一定要 仔細(xì)判別振動原因。 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；其次，再保持負(fù)荷值一定，在較大范圍改變勵磁電流，觀察勵磁電流對振 動的影響，如果隨其變化，振動也急劇變化，就表明振動原因是轉(zhuǎn)子繞組存在匝間短路。 4.2為了確定是否屬于機械方面的原因，可保持勵磁電流一定，若振動隨著有功負(fù)荷變化， 則表明振動是由于機械原因引起的， 通常應(yīng)在汽輪機上或在汽輪機與發(fā)電機聯(lián)軸部位上尋找 原因，如果振動值較大，而且不隨勵磁電流或負(fù)荷的變化而變， 這種現(xiàn)象也屬于機械原因引 起。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機械振動。主要表現(xiàn)為 50HZ和100HZ兩個頻率；50HZ的振動主要由 轉(zhuǎn)子不平衡引起，并通過軸承、端蓋偉給機座，減小的辦法就是提高轉(zhuǎn)子大齒和小齒兩個方 向的剛度不同引起的 4.3機組檢修后的安裝，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， 使發(fā)電機組在優(yōu)良振動的條件下 穩(wěn)定運行。