河源電廠2號機組7.5m平臺振動原因分析

1、    河源電廠2號機組7.5m平臺振動原因分析    劉建偉【摘 要】河源電廠2號機組系由哈爾濱汽輪機廠與日本三菱公司聯(lián)合設計生產(chǎn)的超超臨界600mw汽輪機，型號為cln600-25/600/600。機組設有一個高中壓缸和一個低壓缸，及發(fā)電機和集電環(huán)，共7個軸承，汽輪機軸承座采用落地結構，軸瓦均采用可傾瓦結構。機組在7.5m平臺氫氣干燥器周圍振動達76微米，導致氫氣干燥器管道振裂多次，同時發(fā)電機振動較歷史數(shù)據(jù)略有增加，為分析問題，對7.5m和15m平臺進行測試，發(fā)現(xiàn)振動主要為工頻分量，附近的管道振動也是以工頻分量為主，平臺振動的主要頻率為50hz，說明

2、激振源來自機組。本文為處理平臺振動進行了相關的試驗。【關鍵詞】振動測量；試驗；分析；處理1 試驗目的（1）在測試振動隨負荷、無功的變化，驗證發(fā)電機轉子對振動的影響；（2）調(diào)整除氧器水位調(diào)節(jié)門管道對7.5m平臺的負載：試驗目的是驗證管道振動對平臺振動的影響；（3）松發(fā)電機6瓦右側地腳螺栓：試驗目的是研究發(fā)電機地腳螺栓的緊力是否影響發(fā)電機膨脹，導致傳遞到臺板的振動加??；（4）在7.5m加配重塊：通過改變平臺的重量來改變其固有頻率，以求避開共振區(qū)。2 振動測量系統(tǒng)2號機組我廠tsi系統(tǒng)為bently 3500，在17號軸承附近設置了互為垂直安裝（x為45l，y為45r，鍵相垂直）的渦流傳感器測量軸頸

3、處的相對軸振，并將數(shù)據(jù)傳至創(chuàng)為時地在線檢測系統(tǒng)對振動進行實時顯示。對本次測試在15米平臺及7.5m平臺安裝bently9200型速度傳感器，與tsi緩沖輸出的振動送入bently 208p daiu型數(shù)據(jù)采集裝置，進行采集和分析。3 振動試驗情況3.1 帶負荷和空負荷及之間的關系原始振動（500mw）對比表2空載振動數(shù)據(jù)，發(fā)電機5、6號軸振在帶負荷后振動明顯增加，主要增加為工頻分量。3.2 調(diào)整除氧器水位調(diào)節(jié)門管道對7.5m平臺的負載2010年4月13日上午11：00，利用行車吊除氧器水位調(diào)節(jié)門管道，由于起吊部位不容易操作吊車力最大到4.5噸，測試過程發(fā)現(xiàn)7.5米平臺僅有幾個微米的振動變化。3

4、.3 松發(fā)電機6瓦右側地腳螺栓2010年4月13日下午16：00，逐步松開發(fā)電機6瓦右側三個地腳螺栓，松螺栓過程發(fā)現(xiàn)螺栓緊力不大，松開后7.5m平臺振動未見改善。3.4 發(fā)電機振動與7.5m平臺振動關聯(lián)性試驗從2010年4月11日至14日的連續(xù)監(jiān)測過程發(fā)現(xiàn)，7.5m平臺振動與發(fā)電機振動存在明顯的關聯(lián)性，變化趨勢保持一致，當負荷低時，發(fā)電機振動較低，7.5m與15m振動均隨之下降。7.5m平臺最低降至71微米。3.5 在7.5m加配重塊2010年4月14日在7.5m振動最大的部位加兩塊1200mm*850mm *260mm的配重塊，行車顯示每塊重量約800kg。加配重塊后，7.5m振動降至63微

5、米，組織16個檢修人員站在配重塊上增加質量，振動降至56微米。河源電廠2#發(fā)電機（600mw）運行中轉子出現(xiàn)異常振動，且振動幅值逐漸上升。從dcs上觀察轉子振動（5#和6#軸振）跟勵磁電流等數(shù)據(jù)曲線，轉子振動（5x、5y、6x和6y）與勵磁電流之間存在著明顯的正相關性。因此，懷疑2#發(fā)電機轉子存在匝間短路故障。4 振動分析對2號機組及平臺振動分析如下：（1）平臺振動與發(fā)電機軸振關聯(lián)性很強，趨勢一致；（2）在7.5m加配重塊后振動下降20微米，說明改變質量后可以輕微避開共振峰值；（3）發(fā)電機帶負荷和空負荷之間及無功變化時對振動影響較大，且主要為工頻。因此，懷疑2#發(fā)電機轉子存在匝間短路故障。5

6、后續(xù)處理后來電廠將2#發(fā)電機停下來，在未抽轉子的情況下，對轉子進行了靜態(tài)下的轉子匝間短路故障檢測，主要進行了轉子繞組的電壓分布試驗。對轉子繞組施加交流電壓98.8v，各個線圈底匝線棒的電壓測量結果如表3所示。從表3中數(shù)據(jù)可見，轉子的兩極繞組電壓分布情況良好，未見有明顯的不對稱現(xiàn)象。將表3中的極1和極2的電壓差數(shù)據(jù)以曲線的形式繪出，以便觀察、比較兩者之間的關系。從表3中的數(shù)據(jù)可以看出，2#發(fā)電機轉子在靜態(tài)下，其兩極各對應線圈之間的對稱性好。因此，從靜態(tài)下的試驗結果分析，判斷2#發(fā)電機轉子在靜態(tài)下不存在匝間短路故障。顯然，2#發(fā)電機轉子動態(tài)下與靜態(tài)下的匝間短路診斷結果發(fā)生了矛盾。面對這樣一個矛盾的

7、局面，參與分析的技術專家們在認真分析了轉子在兩種狀態(tài)下的受力情況后，堅持認為轉子繞組存在著不穩(wěn)定的、動態(tài)的匝間短路故障，當轉子停下來后，由于動態(tài)時的應力消失，繞組會發(fā)生一定的位移，因此，很可能造成短路點隨著繞組位移的變化而消失。隨后，轉子返廠進行處理。解體處理中，未發(fā)現(xiàn)明顯的匝間短路故障點。但發(fā)現(xiàn)個別繞組有一定的位移現(xiàn)象，個別匝間絕緣墊條有錯位現(xiàn)象，另外還有個別的絕緣墊條的邊沿也有磨損現(xiàn)象，均為可疑點。后來電廠的建議下，堅持對轉子繞組進行了徹底處理。轉子處理完畢返廠回裝入發(fā)電機定子膛內(nèi)，啟機運行后，轉子的異常振動現(xiàn)象就消除了。從dcs上看，轉子振動也不再跟隨勵磁電流的變化而變化，它們之間的相關性也消失了。在大修前的振動測試中發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機振動隨負荷和無功變化明顯，說明發(fā)電機轉子存在一定的熱不平衡量，懷疑有匝間短路故障，返廠檢修未發(fā)現(xiàn)明顯短路點，但個別部件松動，對轉子重新裝配。返廠后2012年7月23日晚23：00，機組首次修后啟動，各軸瓦振動均在優(yōu)秀范圍內(nèi)，7.5m平臺振動在15微米以下，符合安全要求。6 結論通過以上試驗及處理說明：轉子裝配質量問題是導致轉子出現(xiàn)熱變形的重要原因，轉子變形將導致轉子和