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引言

隨著我國電力工業的快速發展,600Mw、1000Mw等級大型汽輪發電機組大量投運,成為火力發電的主力機組。汽輪發電機組作為高參數、多跨度、大撓度高速旋轉機械,其運行環境相對惡劣、設備結構非常復雜,可能導致其發生故障的因素眾多,特別是近年來大量超臨界機組相繼投運,汽輪發電機組振動的不穩定異常時有發生。作為大型旋轉機械,轉子的振動故障80%以上是軸系的不平衡所引起的,所以轉子的現場動平衡問題成為目前研究的重點。

1機組概況

某電廠660Mw超超臨界燃煤發電機組工程汽輪機采用上海汽輪機廠生產,型號為NJK660-27/600/600的超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、間接空冷凝汽式汽輪機。發電機生產廠家是上海電機股份有限公司,型號為0FsN-660-2型,型式為水氫-氫冷卻,密封油系統采用單流環密封型式,發電機勵磁系統采用自并勵靜止勵磁系統。該機組軸系共有7個徑向軸承,其中1～4號軸承為汽輪機軸承,5～7號軸承為發電機軸承。

2振動情況簡介

該機組由高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子以及發電機轉子和勵磁轉子組成。汽輪發電機組軸系結構如圖1所示。

機組自168h投運以來,達到額定轉速后,發電機5號軸瓦存在振動偏大現象,x向最高達到87.2um,Y向最高達到121um,6號軸瓦Y向最高達到89.5um,如表1所示。

3原因分析

為消除發電機組軸瓦振動問題,分別進行了兩次振動數據采集。如圖2所示,通過對機組軸瓦振動特征的分析,對比歷史數據與采集數據,發現5號、6號軸瓦振動較為平穩,主要以1x轉頻分量為主。可以說明,振動與轉子有關,既可能是轉子質量不平衡,也可能是轉子軸系彎曲或轉子與靜子之間存在動靜碰磨。就地測量發電機端蓋振動及機殼振動,振動值都在正常范圍。通過長時間的觀察運行,其他軸瓦振動無增大趨勢,現場未發現異常聲音,可以排除軸系彎曲、動靜碰磨的可能,初步判斷轉子存在原始質量不平衡的缺陷。因此,決定對發電機轉子進行現場動平衡來消除機組的異常振動。

4機組振動的處理措施及結果

4.1現場動平衡加重措施

通過查閱發電機設計圖紙,發電機聯軸器設計預留20×18(=360°）配重絲孔。根據諧分量法的基本原理,轉子振動的分解只能分為對稱分量,即機組發電機轉子的不平衡振動主要表現為一階不平衡分量的形式[3]。所以通過對發電機轉子進行同相加重來消除5號軸瓦異常振動。汽輪發電機的轉向為從汽輪機側看向發電機側順時針方向,經分析計算,以鍵相為起點逆時針旋轉,在發電機聯軸器配重孔上分別加重量580g/90°和220g/70°。

4.2機組振動的處理結果

對發電機轉子進行加重后,該機組5號軸瓦x向振動降低至81.2μm、Y向振動降低至95.8μm,6號軸瓦x向振動降低至57.2μm、Y向振動降低至62.6μm。如圖3所示,振動數據趨于期望值,說明通過對發電機轉子進行現場動平衡,降低了機組的振動,機組的振動情況得到良好改善。

5結語

通過對振動采集數據的分析可知,發電機振動大的原因主要是發電機制造出廠時就存在質量不平衡。本文通過對轉子加重配重,減小了軸瓦振動,使軸瓦振動值都穩定在合格范圍內,保證了機組的安全穩定運行。