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      河源電廠2號(hào)機(jī)組7.5m平臺(tái)振動(dòng)原因分析

      2016-05-25 10:14劉建偉
      科技視界 2016年12期
      關(guān)鍵詞:處理試驗(yàn)分析

      劉建偉

      【摘 要】河源電廠2號(hào)機(jī)組系由哈爾濱汽輪機(jī)廠與日本三菱公司聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)的超超臨界600MW汽輪機(jī),型號(hào)為CLN600-25/600/600。機(jī)組設(shè)有一個(gè)高中壓缸和一個(gè)低壓缸,及發(fā)電機(jī)和集電環(huán),共7個(gè)軸承,汽輪機(jī)軸承座采用落地結(jié)構(gòu),軸瓦均采用可傾瓦結(jié)構(gòu)。機(jī)組在7.5m平臺(tái)氫氣干燥器周圍振動(dòng)達(dá)76微米,導(dǎo)致氫氣干燥器管道振裂多次,同時(shí)發(fā)電機(jī)振動(dòng)較歷史數(shù)據(jù)略有增加,為分析問題,對(duì)7.5m和15m平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)振動(dòng)主要為工頻分量,附近的管道振動(dòng)也是以工頻分量為主,平臺(tái)振動(dòng)的主要頻率為50Hz,說明激振源來自機(jī)組。本文為處理平臺(tái)振動(dòng)進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)。

      【關(guān)鍵詞】振動(dòng)測(cè)量;試驗(yàn);分析;處理

      1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

      (1)在測(cè)試振動(dòng)隨負(fù)荷、無功的變化,驗(yàn)證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)振動(dòng)的影響;

      (2)調(diào)整除氧器水位調(diào)節(jié)門管道對(duì)7.5m平臺(tái)的負(fù)載:試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證管道振動(dòng)對(duì)平臺(tái)振動(dòng)的影響;

      (3)松發(fā)電機(jī)6瓦右側(cè)地腳螺栓:試驗(yàn)?zāi)康氖茄芯堪l(fā)電機(jī)地腳螺栓的緊力是否影響發(fā)電機(jī)膨脹,導(dǎo)致傳遞到臺(tái)板的振動(dòng)加??;

      (4)在7.5m加配重塊:通過改變平臺(tái)的重量來改變其固有頻率,以求避開共振區(qū)。

      2 振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)

      2號(hào)機(jī)組我廠TSI系統(tǒng)為Bently 3500,在1~7號(hào)軸承附近設(shè)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(cè)量軸頸處的相對(duì)軸振,并將數(shù)據(jù)傳至創(chuàng)為時(shí)地在線檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。對(duì)本次測(cè)試在15米平臺(tái)及7.5m平臺(tái)安裝Bently9200型速度傳感器,與TSI緩沖輸出的振動(dòng)送入Bently 208P DAIU型數(shù)據(jù)采集裝置,進(jìn)行采集和分析。

      3 振動(dòng)試驗(yàn)情況

      3.1 帶負(fù)荷和空負(fù)荷及之間的關(guān)系

      原始振動(dòng)(500MW)

      對(duì)比表2空載振動(dòng)數(shù)據(jù),發(fā)電機(jī)5、6號(hào)軸振在帶負(fù)荷后振動(dòng)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(duì)7.5m平臺(tái)的負(fù)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(cè)試過程發(fā)現(xiàn)7.5米平臺(tái)僅有幾個(gè)微米的振動(dòng)變化。

      3.3 松發(fā)電機(jī)6瓦右側(cè)地腳螺栓

      2010年4月13日下午16:00,逐步松開發(fā)電機(jī)6瓦右側(cè)三個(gè)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(tái)振動(dòng)未見改善。

      3.4 發(fā)電機(jī)振動(dòng)與7.5m平臺(tái)振動(dòng)關(guān)聯(lián)性試驗(yàn)

      從2010年4月11日至14日的連續(xù)監(jiān)測(cè)過程發(fā)現(xiàn),7.5m平臺(tái)振動(dòng)與發(fā)電機(jī)振動(dòng)存在明顯的關(guān)聯(lián)性,變化趨勢(shì)保持一致,當(dāng)負(fù)荷低時(shí),發(fā)電機(jī)振動(dòng)較低,7.5m與15m振動(dòng)均隨之下降。7.5m平臺(tái)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(dòng)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(dòng)降至63微米,組織16個(gè)檢修人員站在配重塊上增加質(zhì)量,振動(dòng)降至56微米。

      河源電廠2#發(fā)電機(jī)(600MW)運(yùn)行中轉(zhuǎn)子出現(xiàn)異常振動(dòng),且振動(dòng)幅值逐漸上升。從DCS上觀察轉(zhuǎn)子振動(dòng)(5#和6#軸振)跟勵(lì)磁電流等數(shù)據(jù)曲線,轉(zhuǎn)子振動(dòng)(5X、5Y、6X和6Y)與勵(lì)磁電流之間存在著明顯的正相關(guān)性。因此,懷疑2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在匝間短路故障。

      4 振動(dòng)分析

      對(duì)2號(hào)機(jī)組及平臺(tái)振動(dòng)分析如下:

      (1)平臺(tái)振動(dòng)與發(fā)電機(jī)軸振關(guān)聯(lián)性很強(qiáng),趨勢(shì)一致;

      (2)在7.5m加配重塊后振動(dòng)下降20微米,說明改變質(zhì)量后可以輕微避開共振峰值;

      (3)發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷和空負(fù)荷之間及無功變化時(shí)對(duì)振動(dòng)影響較大,且主要為工頻。因此,懷疑2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在匝間短路故障。

      5 后續(xù)處理

      后來電廠將2#發(fā)電機(jī)停下來,在未抽轉(zhuǎn)子的情況下,對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了靜態(tài)下的轉(zhuǎn)子匝間短路故障檢測(cè),主要進(jìn)行了轉(zhuǎn)子繞組的電壓分布試驗(yàn)。對(duì)轉(zhuǎn)子繞組施加交流電壓98.8V,各個(gè)線圈底匝線棒的電壓測(cè)量結(jié)果如表3所示。

      從表3中數(shù)據(jù)可見,轉(zhuǎn)子的兩極繞組電壓分布情況良好,未見有明顯的不對(duì)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(guān)系。

      從表3中的數(shù)據(jù)可以看出,2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)下,其兩極各對(duì)應(yīng)線圈之間的對(duì)稱性好。因此,從靜態(tài)下的試驗(yàn)結(jié)果分析,判斷2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)下不存在匝間短路故障。

      顯然,2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)下與靜態(tài)下的匝間短路診斷結(jié)果發(fā)生了矛盾。面對(duì)這樣一個(gè)矛盾的局面,參與分析的技術(shù)專家們?cè)谡J(rèn)真分析了轉(zhuǎn)子在兩種狀態(tài)下的受力情況后,堅(jiān)持認(rèn)為轉(zhuǎn)子繞組存在著不穩(wěn)定的、動(dòng)態(tài)的匝間短路故障,當(dāng)轉(zhuǎn)子停下來后,由于動(dòng)態(tài)時(shí)的應(yīng)力消失,繞組會(huì)發(fā)生一定的位移,因此,很可能造成短路點(diǎn)隨著繞組位移的變化而消失。

      隨后,轉(zhuǎn)子返廠進(jìn)行處理。解體處理中,未發(fā)現(xiàn)明顯的匝間短路故障點(diǎn)。但發(fā)現(xiàn)個(gè)別繞組有一定的位移現(xiàn)象,個(gè)別匝間絕緣墊條有錯(cuò)位現(xiàn)象,另外還有個(gè)別的絕緣墊條的邊沿也有磨損現(xiàn)象,均為可疑點(diǎn)。后來電廠的建議下,堅(jiān)持對(duì)轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行了徹底處理。轉(zhuǎn)子處理完畢返廠回裝入發(fā)電機(jī)定子膛內(nèi),啟機(jī)運(yùn)行后,轉(zhuǎn)子的異常振動(dòng)現(xiàn)象就消除了。從DCS上看,轉(zhuǎn)子振動(dòng)也不再跟隨勵(lì)磁電流的變化而變化,它們之間的相關(guān)性也消失了。

      在大修前的振動(dòng)測(cè)試中發(fā)現(xiàn),發(fā)電機(jī)振動(dòng)隨負(fù)荷和無功變化明顯,說明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)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(diǎn),但個(gè)別部件松動(dòng),對(duì)轉(zhuǎn)子重新裝配。

      返廠后2012年7月23日晚23:00,機(jī)組首次修后啟動(dòng),各軸瓦振動(dòng)均在優(yōu)秀范圍內(nèi),7.5m平臺(tái)振動(dòng)在15微米以下,符合安全要求。

      6 結(jié)論

      通過以上試驗(yàn)及處理說明:轉(zhuǎn)子裝配質(zhì)量問題是導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形的重要原因,轉(zhuǎn)子變形將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和定子間偏心的變化,導(dǎo)致定子振動(dòng)增加,振動(dòng)通過汽機(jī)平臺(tái)、立柱的傳遞也導(dǎo)致7.5m平臺(tái)振動(dòng)。

      【參考文獻(xiàn)】

      [1]范鑫,秦建明,李明,等.超臨界600MW汽輪機(jī)運(yùn)行方式的優(yōu)化研究[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào),2012(05).

      [責(zé)任編輯:湯靜]

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