摘要：某電廠630MW發(fā)電機(jī)增容改造后，運(yùn)行過程中發(fā)電機(jī)氫冷器及附屬管道振動大，現(xiàn)場測試振動最大400μm，振動以50Hz工頻為主?，F(xiàn)場對發(fā)電機(jī)升速及帶負(fù)荷進(jìn)行了振動測試，分析認(rèn)為發(fā)電機(jī)氫冷器振動大產(chǎn)生原因是結(jié)構(gòu)振動導(dǎo)致。針對結(jié)構(gòu)共振提出對氫冷器進(jìn)行發(fā)電機(jī)底載重新調(diào)整，改變結(jié)構(gòu)剛度避開共振區(qū)的方法可作為同類型的故障診斷提供參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī);氫冷器;共振

引言

現(xiàn)代汽輪機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，采用大容量、高參數(shù)、高效率的機(jī)組發(fā)電汽耗和熱耗不斷降低，經(jīng)濟(jì)性不斷提高，機(jī)組設(shè)備和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性大大提高，增加了機(jī)組的故障率和危害性。近幾年來，國內(nèi)外對汽輪發(fā)電機(jī)組軸系振動的研究主要集中在結(jié)構(gòu)共振、漸進(jìn)式彎曲振動治理等方面。由于多種故障具有相似性，在處理過程中往往多走彎路造成不必要的損失[1-2]。

本文對某廠發(fā)電機(jī)氫冷器及附屬管道振動大現(xiàn)象進(jìn)行故障診斷，結(jié)合頻譜分析、運(yùn)行參數(shù)以及現(xiàn)場試驗(yàn)等綜合特征提取，對發(fā)電機(jī)氫冷器振動進(jìn)行了有效的診斷分析，提出相應(yīng)的處理建議。

1機(jī)組概況

機(jī)組汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、高中壓合缸、凝汽式汽輪機(jī)，型號是CLN630-24.2/566/566。發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司。

機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2振動測試與分析

機(jī)組增容改造后沖轉(zhuǎn)定速3000r/min，空負(fù)荷狀態(tài)下發(fā)電機(jī)7Y軸振達(dá)140μm，超過燃煤火力發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)控規(guī)程規(guī)定的120μm報(bào)警值，發(fā)電機(jī)8Y軸振達(dá)111μm，勵磁小軸9X軸振105μm，接近報(bào)警值。機(jī)組打閘停機(jī)進(jìn)行動平衡處理，在6、7瓦之間對輪處加重650g/230°，在勵發(fā)對輪加重630g/175°。

動平衡加重后，7Y振動由140μm降至79μm，8Y振動由111μm降至74μm，9X振動由105μm降至88μm。就地測量發(fā)電機(jī)兩端7、8瓦瓦振水平方向達(dá)90μm。隨后機(jī)組進(jìn)行超速試驗(yàn)，機(jī)組轉(zhuǎn)速從3000r/min升速過程中7瓦8瓦軸振瓦振隨著轉(zhuǎn)速的上升而下降，3000r/min附近出現(xiàn)峰值，如圖3所示。

為了降低發(fā)電機(jī)兩端瓦振，現(xiàn)場在發(fā)電機(jī)頂部加4噸左右沙袋，加沙袋后7、8瓦瓦振水平方向均由90μm降至47μm左右，垂直方向均由62μm降至28μm左右。機(jī)組在網(wǎng)運(yùn)行最大帶負(fù)荷至550MW時，發(fā)電機(jī)7、8瓦軸振最大97μm，瓦振最大50μm，勵磁小軸9瓦軸振最大107μm。

機(jī)組運(yùn)行過程中測試發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)氫氣泄露量超過運(yùn)行需求，機(jī)組打閘停機(jī)進(jìn)行漏點(diǎn)排查，同時對2號機(jī)振動進(jìn)行第二次動平衡處理。

發(fā)電機(jī)漏氫處理完畢，第二次動平衡在勵磁小軸加重100g/340°后，機(jī)組順利定速3000r/min，發(fā)電機(jī)兩端7Y、8Y最大軸振由97μm降至57μm，就地測量7、8瓦瓦振最大63μm，勵磁小軸9瓦軸振由107μm降至68μm。發(fā)電機(jī)兩端7瓦8瓦沖轉(zhuǎn)波德圖如圖3圖4所示。

本次增容改造發(fā)電機(jī)定子底載進(jìn)行了全面調(diào)整，由于機(jī)組的容量變大，為滿足氫氣冷卻量，本次改造更換了大容量的氫冷器。結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)兩端的振動是由于氫冷器在3000r/min發(fā)生共振導(dǎo)致。根據(jù)轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論，改變物體的固有頻率需改變物體的質(zhì)量或者剛度，因此，通過調(diào)整發(fā)電機(jī)定子底載可改變結(jié)構(gòu)剛度，避開共振區(qū)。

3.總結(jié)

針對2號機(jī)就地測量發(fā)電機(jī)兩端7瓦8瓦水平方向振動超標(biāo)以及氫冷器本體振動大問題，結(jié)合本次改造更換了大容量氫冷器以及定子底載分布重新調(diào)整的情況，分析認(rèn)為是發(fā)電機(jī)底載分配不均造成剛度不足以及3000r/min附近出現(xiàn)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)部件共振導(dǎo)致[3]。建議如下：

1.短時停機(jī)可以動平衡加重處理降低7瓦基礎(chǔ)振動幅值，長時停機(jī)重點(diǎn)檢查地腳，制造廠做載荷分配試驗(yàn)，檢查軸瓦等。

2.發(fā)電機(jī)地腳螺栓緊固會改變中心，振動穩(wěn)定時不建議緊固，可作為振動惡化后的考慮方案。

3.對于氫氣冷卻器附屬管路振動方案，建議運(yùn)行調(diào)整水流量，同時增加管路、增加支架。

4.利用停機(jī)機(jī)會檢查氫冷器及外殼固有頻率，焊縫問題、墊片老化、螺栓松動都會引起連接剛度變化。

參考文獻(xiàn)：

[1]何國安，張學(xué)延，張衛(wèi)軍等.汽輪發(fā)電機(jī)組軸系振動研究進(jìn)展及趨勢.熱力發(fā)電，2016;45（11）：1—4

[2]徐賓剛，屈梁生，溫廣瑞.柔性彎曲轉(zhuǎn)子的特征識別與診斷.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2001;03：288—291

[3]付超.汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡的診斷及原理.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016;（4）：110，149

作者簡介：李敬豪，男，1992年4月，漢，安徽省淮南市，碩士，中級工程師，研究方向：故障診斷。