發(fā)電機振動原因分析及處理過程

1、#2發(fā)電機振動原因分析及處理過程作者：蘇永健    發(fā)布日期：2009-7-3 16:43:18  (閱2482次)關鍵詞:  發(fā)電機  處理   振動 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。關鍵詞 發(fā)電機 振動 處1 #2發(fā)電機振動產生經過 蒙達公司#2發(fā)電機組系北重-阿爾斯通公司生產的T255-460型，該機組采用自激式旋轉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月份進行了投產后的首次標準

2、性大修，修前未發(fā)現(xiàn)機組有任何異常狀況。在4月30日機組啟動并網后各運行參數正常。第二天巡視發(fā)現(xiàn)勵磁機端蓋垂直振動值達0.14mm。已經嚴重超出了振動監(jiān)督的合格范圍，隨即停機進行了檢查處理。以下詳細介紹處理經過及原因分析。2 前兩次處理經過及原因分析2.1 2003年5月1日停機后，根據出現(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值對應點12345678數值（mm）0.010.030-0.0

3、4-0.06-0.03-0.03-0.01兩對稱點的代數差均小于0.08mm（標準），說明該點的安裝質量符合要求。勵磁機裝復后沖車至3000r/min，勵磁機端蓋垂直振動值達0.22mm。根據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，并網帶負荷運行，啟動后振動測試數據如表2表2 首次帶負荷的振動測試值名稱負荷MW#7瓦 #8瓦端蓋=瓦振m120142023376047280015187732軸振m12

4、031292801914#2機組啟動后，經有關專家和蒙達公司專業(yè)人員共同分析，一致認為造成發(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。2.2 #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。當進入夏季高溫時，發(fā)電機的冷、熱氫溫度提高大約15，此時發(fā)電機的振動發(fā)生了明顯的變化，2003年10月14日測試振動的結果如表3 表3 機組運行5個月后的振動測試值 , 負荷MW軸振（m ） 瓦振（m）#7#8#7#833065.554.368.2112對運行中振動跟蹤結果進行分析，得出以下結論1） 發(fā)電機內氫

5、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）機組無功負荷的變化，對勵磁機振動的影響也較大。#2機組的無功負荷一般只保持在30Mvar左右，無功負荷升高后勵磁機的振動明顯增大。運行一段時間后，勵磁機的外部振動再次達到0.11mm左右。根據現(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，通過配重后調整氫氣溫度和無功負荷，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

6、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，產生偏磨。2）使某些部件產生過大的動應力、導致疲勞損壞，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）引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：按這一標準規(guī)定判斷，#2勵磁機的振動處在不合格的范圍內，這將對發(fā)電機組的運行造成極其嚴重的危害，所以，必須停機進行振動處理。表4

7、 汽輪發(fā)電機的軸承振動標準轉速（r/min）優(yōu)良合格300020m以下30m以下50m以下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，對磨損嚴重的汽封進行更換，整個通流部分間隙調整在標準范圍內。3） 低、發(fā)中心高低偏差0.75mm，對發(fā)電機兩側基礎進行的調整，使中心高、低差達到標準要求0.04mm，左右0.004） 勵磁機電樞與發(fā)電機轉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） 經試驗檢測出有3

8、個旋轉二極管反向耐壓超標，用天平稱重后保證質量不變的情況下進行更換,避免由于質量不平衡造成振動。根據上次大修中發(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)電機振動的處理經過發(fā)電機長期在振動超標的情況下運行，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專業(yè)人員，組織召開了#2機組處理振動的專題會議，決定進行發(fā)電機解體檢查,并且對轉子返廠做動平衡試驗。停機前做發(fā)電機空載無勵磁狀態(tài)下的振動測試，結果如表5： 表5 2005年

9、大修前空載測試振動負荷MW軸振（m ） 瓦振（m）#7#8#7#8 勵磁機017.9421826 60轉子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常發(fā)電機解體后檢查處理的項目及內容1）發(fā)電機轉子返廠，進行了轉子單獨以及轉子與電樞一體的動平衡測試，動平試驗完全合格。2）轉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，經過研磨后使軸頸光滑并達到一致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，并對軸承球面進行刮研，使得接觸合格。5）勵磁機電樞與轉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

10、振型模態(tài)試驗及引出線的固有頻率測試均合格7）冷卻器內部固定螺栓檢查，緊固狀態(tài)良好8）發(fā)電機定子調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)電機與低壓轉子重新調中心，二者圓周差<0.005mm，端面差<0.005mm，對輪連接后調整其同心度<0.03mm運行中轉子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常勵磁機安裝的關鍵點 #2發(fā)電機組的勵磁機是旋轉無刷勵磁系統(tǒng)，勵磁機懸掛在發(fā)電機的轉子端部，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嚴格要求；1）電樞安裝如圖1所示，d和d1直徑

11、尺寸差值（即間隙）應0.6mm，若<0.6mm，應修整導桿絕緣層外圓（d）2） 電樞安裝后慢轉動轉子，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稱點的代數差應0.20mm，間隙KH1-H。將各組數據調整在合格范圍.。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大。4）轉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)振動超標后一定要仔細判別振動原因。4.1為了確定是否屬于電磁方面的原因，首先應觀察三相電流是否平衡，如不平衡則產生100HZ的振動；其次，再保持負荷值一定，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，若振動隨著有功負荷變化，則表明振動是由于機械原因引起的，通常應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荷的變化而變，這種現(xiàn)象也屬