某660 MW超超臨界發(fā)電機(jī)軸瓦振動分析及處理

高宏福 黃太明

摘要：針對某660 MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子5號軸瓦振動嚴(yán)重的問題，通過采集機(jī)組振動數(shù)據(jù)，分析了機(jī)組異常振動數(shù)據(jù)的振動特征，采用動平衡技術(shù)，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器上加裝配重塊，使5號軸瓦振動達(dá)到期望值，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：660 MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組;軸瓦振動;動平衡

0 ? ?引言

隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，600 MW、1 000 MW等級大型汽輪發(fā)電機(jī)組大量投運(yùn)，成為火力發(fā)電的主力機(jī)組。汽輪發(fā)電機(jī)組作為高參數(shù)、多跨度、大撓度高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其運(yùn)行環(huán)境相對惡劣、設(shè)備結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，可能導(dǎo)致其發(fā)生故障的因素眾多，特別是近年來大量超臨界機(jī)組相繼投運(yùn)，汽輪發(fā)電機(jī)組振動的不穩(wěn)定異常時有發(fā)生。作為大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械，轉(zhuǎn)子的振動故障80%以上是軸系的不平衡所引起的，所以轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡問題成為目前研究的重點(diǎn)[1]。

1 ? ?機(jī)組概況

某電廠660 MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組工程汽輪機(jī)采用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，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(jī)。發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家是上海電機(jī)股份有限公司，型號為QFSN-660-2型，型式為水氫-氫冷卻，密封油系統(tǒng)采用單流環(huán)密封型式，發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)采用自并勵靜止勵磁系統(tǒng)。該機(jī)組軸系共有7個徑向軸承，其中1～4號軸承為汽輪機(jī)軸承，5～7號軸承為發(fā)電機(jī)軸承。

2 ? ?振動情況簡介

該機(jī)組由高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵磁轉(zhuǎn)子組成。汽輪發(fā)電機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

機(jī)組自168 h投運(yùn)以來，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，發(fā)電機(jī)5號軸瓦存在振動偏大現(xiàn)象，X向最高達(dá)到87.2 μm，Y向最高達(dá)到121 μm，6號軸瓦Y向最高達(dá)到89.5 μm，如表1所示。

3 ? ?原因分析

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

4 ? ?機(jī)組振動的處理措施及結(jié)果

4.1 ? ?現(xiàn)場動平衡加重措施

通過查閱發(fā)電機(jī)設(shè)計圖紙，發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器設(shè)計預(yù)留20×18（=360°）配重絲孔。根據(jù)諧分量法的基本原理，轉(zhuǎn)子振動的分解只能分為對稱分量，即機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡振動主要表現(xiàn)為一階不平衡分量的形式[3]。所以通過對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行同相加重來消除5號軸瓦異常振動。汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)閺钠啓C(jī)側(cè)看向發(fā)電機(jī)側(cè)順時針方向，經(jīng)分析計算，以鍵相為起點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)，在發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器配重孔上分別加重量580 g/90°和220 g/70°。

4.2 ? ?機(jī)組振動的處理結(jié)果

對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行加重后，該機(jī)組5號軸瓦X向振動降低至81.2 μm、Y向振動降低至95.8 μm，6號軸瓦X向振動降低至57.2 μm、Y向振動降低至62.6 μm。如圖3所示，振動數(shù)據(jù)趨于期望值，說明通過對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行現(xiàn)場動平衡，降低了機(jī)組的振動，機(jī)組的振動情況得到良好改善[4]。

5 ? ?結(jié)語

通過對振動采集數(shù)據(jù)的分析可知，發(fā)電機(jī)振動大的原因主要是發(fā)電機(jī)制造出廠時就存在質(zhì)量不平衡。本文通過對轉(zhuǎn)子加重配重，減小了軸瓦振動，使軸瓦振動值都穩(wěn)定在合格范圍內(nèi)，保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 施維新.汽輪發(fā)電機(jī)組振動及事故[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2] 陳江，沙德生.火電廠設(shè)備精密點(diǎn)檢及故障診斷案例分析[M].北京：中國電力出版社，2010.

[3] 倪守龍，唐貴基，盧盛陽，等.某600 MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組振動故障分析與處理[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2013，55（5）：385-387.

[4] 周禮泉.大功率汽輪機(jī)檢修[M].北京：中國電力出版社，1997.

收稿日期：2021-07-01

作者簡介：高宏福（1989—），男，山西朔州人，工程師，主要從事汽輪機(jī)設(shè)備技術(shù)管理工作。

黃太明（1978—），男，四川蒼溪人，高級工程師，主要從事汽輪機(jī)設(shè)備技術(shù)管理工作。