300MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子熱變形原因排查及處理

1、300MWfe電機(jī)轉(zhuǎn)子熱變形原因排查及處理程?hào)|立（大唐淮南洛河發(fā)電廠(chǎng)，安徽淮南232008）摘要：介紹了300MW6電機(jī)軸瓦振動(dòng)隨負(fù)荷的變化情況及其試驗(yàn)檢查，分析了該發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中有可能發(fā)生熱變形的原因，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析，并提出300MW：電機(jī)轉(zhuǎn)子熱變形原因排查及處理措施。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；轉(zhuǎn)子；熱變形；反沖洗1 概述大唐淮南洛河發(fā)電廠(chǎng)現(xiàn)總裝機(jī)容量為2500MWV分一、二、三期工程建設(shè)，一期工程為2X320MW機(jī)組，分別于1985年、1986年投產(chǎn)發(fā)電，二期工程為2X300MWL組，于1999年投產(chǎn)發(fā)電，三期工程為2X630MW機(jī)組，于2007年投產(chǎn)發(fā)電。一、二期共有4臺(tái)雙

2、水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，#1、2發(fā)電機(jī)為上海電機(jī)廠(chǎng)70年代產(chǎn)品，其型號(hào)為QFS-300-2，#1、2發(fā)電機(jī)分別于2007年、2002年進(jìn)行了增容改造，其額定功率增至320MW。#3、4發(fā)電機(jī)為上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司（原為上海電機(jī)廠(chǎng)）生產(chǎn)的改進(jìn)型雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)。5、6發(fā)電機(jī)采用上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的600M怵氫氫汽輪發(fā)電機(jī)。2 現(xiàn)狀#1發(fā)電機(jī)為上海電機(jī)廠(chǎng)早期生產(chǎn)的雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)，其型號(hào)為QFS-300-2，#1發(fā)電機(jī)于2007年4月進(jìn)行了增容改造,其額定功率增至320MW/當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)子返廠(chǎng)進(jìn)行改造和大修。#1發(fā)電機(jī)在2008年小修一次，檢查比較正常。09年下半年以來(lái)，發(fā)電機(jī)10號(hào)瓦軸振明顯增大。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

3、，分別穩(wěn)定發(fā)電機(jī)無(wú)功（有功）不變的情況下，降有功（無(wú)功），振動(dòng)值和有功（無(wú)功）下降曲線(xiàn)相吻合，振動(dòng)值與有功（無(wú)功）成正比變化。發(fā)電機(jī)部分運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1表1發(fā)電機(jī)部分運(yùn)行參數(shù)有功（MW230229.3243.1無(wú)功（MVa。29.31.9529.3轉(zhuǎn)子電壓（V297.2279.3309.2轉(zhuǎn)子電流（A）1226.61159.181268.510瓦軸振am）170.9139217.63 存在問(wèn)題分析3.1 1、2號(hào)機(jī)9瓦和10瓦的振動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)比3.1.1 #1機(jī)組發(fā)電機(jī)后瓦（10#瓦）軸振信號(hào)隨負(fù)荷變化明顯，而且負(fù)荷改變后振動(dòng)隨時(shí)間而變化，據(jù)了解要滯后34分鐘。09年10月21號(hào)實(shí)測(cè)了1#機(jī)和2#機(jī)

4、部分軸承的振動(dòng)。表2為9瓦和10瓦振動(dòng)的測(cè)量結(jié)果。3.1.2 對(duì)于#1機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)負(fù)荷從24.9萬(wàn)千瓦升到26.6萬(wàn)千瓦以后，9瓦、10瓦的軸振信號(hào)都有明顯變化，從選頻幅值上看，9瓦最大變化超過(guò)30umi10瓦最大變化達(dá)44um3.1.3 當(dāng)負(fù)荷升高時(shí)，10瓦的瓦振也看得出在增大。3.1.4 #2機(jī)9瓦、10瓦選頻的振動(dòng)相位基本相同，1#機(jī)9瓦、10瓦振動(dòng)的選頻幅值存在一定量的反相分量。如果反相分量是由于熱變形引起的，那么熱變形的量是不大的（300MWR水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子反相不平衡對(duì)3000rpm時(shí)的振動(dòng)靈敏度高）。表21#、2#機(jī)9瓦和10瓦的振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)1#機(jī)2#機(jī)24.9萬(wàn)千瓦26.6萬(wàn)千瓦

5、29.1萬(wàn)千瓦頻率通頻1倍頻2倍頻通頻1倍頻2倍頻通頻1倍頻2倍頻9瓦X7532/7318/2639861/4421/268146143/32317Z116Y10077/22513/9111081Z21320/839188/688/285（振17182010瓦X205190/2516/260：250234/2515Z249295103/29847/88Y10192/1599/81120113/1608/6026447/6664Z261卜振3019/533323/56133.2 原因分析3.2.1 通過(guò)以上數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析，該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在少量熱變形。3.2.2 可能引起熱變形的原因是多方面的，

6、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子水回路局部堵塞都可造成轉(zhuǎn)子熱變形。而雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生匝間短路的可能性較小，最大可能是由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的水冷通道中，某個(gè)或某些通路有少量的阻礙物使得水流不均勻所引起。3.2.3 #1發(fā)電機(jī)于2009年11月份以來(lái)，發(fā)電機(jī)振動(dòng)已有下降趨勢(shì)，為排除發(fā)電機(jī)匝問(wèn)短路和水回路堵塞的可能性，在2010年機(jī)組小修期間進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)和檢查，同時(shí)對(duì)軸瓦和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查。4 發(fā)電機(jī)熱變形原因排查及處理4.1 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗(yàn)4.1.1 發(fā)電機(jī)盤(pán)車(chē)期間，拆除發(fā)電機(jī)滑環(huán)全部碳刷，做動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗(yàn)。試驗(yàn)電壓峰值不超過(guò)勵(lì)磁電壓，即460V。在相同試馬條件下與07年試驗(yàn)數(shù)據(jù)

7、比較，測(cè)量損耗功率無(wú)明顯變化；150V電壓下時(shí)，此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)與2007年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，阻抗值偏小3.76%,數(shù)據(jù)升壓曲線(xiàn)斜率大于07年，但降壓曲線(xiàn)斜率與07年比較基本一致；分析兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)差別，除因儀表不同產(chǎn)生的微小讀數(shù)差異，最大可能是運(yùn)行產(chǎn)生的剩磁影響，為進(jìn)一步分析，等待轉(zhuǎn)子盤(pán)車(chē)停止后再進(jìn)行試驗(yàn)。4.1.2 發(fā)電機(jī)停盤(pán)車(chē)后，做靜態(tài)轉(zhuǎn)子交流阻抗。2010年2月27日上午,#1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)下，進(jìn)行轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗(yàn)。為盡量消除剩磁影響，先用調(diào)壓器對(duì)轉(zhuǎn)子繞組通交流電升壓，從0V均速升至150V再降至0V,反復(fù)三次后再接好試驗(yàn)儀器，升壓讀取轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3,此次試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)值和升壓

8、、降壓曲線(xiàn)與2007年試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較無(wú)明顯差別。表3#1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗(yàn)數(shù)據(jù)位置電壓（V）電流（A）功率（vy阻抗（Q）膛內(nèi)607.292808.2309010.546058.53812013.4710408.90815016.1115809.31012013.4810258.9029010.515958.563607.282608.2414.1.3 測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣電阻和直流電阻。轉(zhuǎn)子直流電阻0.2271Q,絕緣電阻（帶水）1.0MQ,試驗(yàn)數(shù)據(jù)與07年試驗(yàn)數(shù)值比較無(wú)明顯差別。4.2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子流量試驗(yàn)及反沖洗4.2.1 轉(zhuǎn)子電氣試驗(yàn)結(jié)束以后，外觀檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子水回路、進(jìn)水支座及盤(pán)根未發(fā)

9、現(xiàn)異常，然后拆除轉(zhuǎn)子甩水盒汽側(cè)上端蓋及轉(zhuǎn)子進(jìn)水法蘭，用專(zhuān)用流量試驗(yàn)法蘭盤(pán)與轉(zhuǎn)子進(jìn)水法蘭連接，取支路除鹽水為流量用水，專(zhuān)用流量試驗(yàn)法蘭安裝一塊精密壓力表（0.3MPa。轉(zhuǎn)子進(jìn)水壓力調(diào)整為0.1MPa,壓力恒定后，出水16只出水孔用專(zhuān)用悶頭螺釘悶死，然后依次開(kāi)啟一孔，采用恒壓水源，并取1000ml流量時(shí)間作比較，每只線(xiàn)圈測(cè)量3次。測(cè)定流量時(shí)應(yīng)注意觀察，當(dāng)出水穩(wěn)定、管中無(wú)氣泡時(shí)方可開(kāi)始計(jì)時(shí)測(cè)量。測(cè)量后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄后與改造后的轉(zhuǎn)子流量進(jìn)行比較，兩個(gè)極不同號(hào)線(xiàn)圈的流量值相差不超過(guò)20%各線(xiàn)圈流量與歷次檢修記錄比較應(yīng)相仿，誤差不大于10%試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表5所示。4.2.2 轉(zhuǎn)子水回路反沖洗工作在汽側(cè)進(jìn)行，

10、轉(zhuǎn)子16只出水孔用專(zhuān)用悶頭螺釘悶死，進(jìn)水法蘭盤(pán)上接水管一根為放水氣用。壓縮空氣和除鹽水依次接在反沖洗裝置上。然后依次開(kāi)啟一孔通入水氣交替反沖，直到出水潔凈為止。使用專(zhuān)用反沖洗活絡(luò)接頭，依次逐孔反沖。出口應(yīng)無(wú)雜質(zhì)，出水清潔透明。反沖洗前應(yīng)檢查沖洗的塑料水管有無(wú)異物，并用壓縮空氣吹干凈后方可接入轉(zhuǎn)子水回路。使用0.5MPa壓縮空氣反沖洗效果不明顯時(shí)，可以用高壓水氣進(jìn)行沖洗，例如高壓清洗機(jī)的高壓水等，但壓力應(yīng)小于6MPa4.2.3 #1發(fā)電機(jī)于2010年2月26日進(jìn)行了反沖洗前的流量試驗(yàn)，27日進(jìn)行了轉(zhuǎn)子反沖洗工作，轉(zhuǎn)子全部16根出水沖洗后，只沖出很少量的黑色小顆粒，無(wú)其它異物。因反沖洗前的流量試驗(yàn)

11、專(zhuān)用工具進(jìn)水管小原因，流量試驗(yàn)時(shí)壓力調(diào)整較困難，壓力恒定在0.055Mpa。更換流量試驗(yàn)專(zhuān)用工具進(jìn)水法蘭后，反沖洗后流量試驗(yàn)壓力恒定在0.05Mpa。表5#1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子流量試驗(yàn)數(shù)據(jù)項(xiàng)目位置12345678反沖洗前流量?jī)?nèi)環(huán)15秒59062059067057062059058030秒12001300118012601160120011701140外環(huán)15秒62063062060059058059059030秒11601280116012001140117011401180反沖洗后流量?jī)?nèi)環(huán)15秒51051051050052051051052030秒10201020102010001040102010

12、201010外環(huán)15秒50050050055054050055050030秒10001000100011001100100011201000注：壓力0.05Mpa,時(shí)間15秒和30秒，單位：ml比較二個(gè)極下同號(hào)繞組的流量相差不得大于20%,與歷次檢修同號(hào)繞組的流量對(duì)比不得小于10%4.2.4 從兩次流量試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在同一次流量試驗(yàn)中，反沖洗前比較二個(gè)極下同號(hào)繞組的流量相差最大為5%（30秒）左右，反沖洗后比較二個(gè)極下同號(hào)繞的流量相差最大為10%（30秒）左右，流量試驗(yàn)在合格范圍內(nèi)。從流量試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析，轉(zhuǎn)子水回路內(nèi)是暢通的。4.3 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外部水回路檢查4.3.1 檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)水濾網(wǎng)，濾網(wǎng)完好無(wú)破損。4.3.2 清理檢查轉(zhuǎn)子水箱