引言

隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展,600Mw、1000Mw等級大型汽輪發(fā)電機組大量投運,成為火力發(fā)電的主力機組。汽輪發(fā)電機組作為高參數(shù)、多跨度、大撓度高速旋轉機械,其運行環(huán)境相對惡劣、設備結構非常復雜,可能導致其發(fā)生故障的因素眾多,特別是近年來大量超臨界機組相繼投運,汽輪發(fā)電機組振動的不穩(wěn)定異常時有發(fā)生。作為大型旋轉機械,轉子的振動故障80%以上是軸系的不平衡所引起的,所以轉子的現(xiàn)場動平衡問題成為目前研究的重點。

1機組概況

某電廠660Mw超超臨界燃煤發(fā)電機組工程汽輪機采用上海汽輪機廠生產(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。發(fā)電機生產(chǎn)廠家是上海電機股份有限公司,型號為0FsN-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)電機勵磁系統(tǒng)采用自并勵靜止勵磁系統(tǒng)。該機組軸系共有7個徑向軸承,其中1～4號軸承為汽輪機軸承,5～7號軸承為發(fā)電機軸承。

2振動情況簡介

該機組由高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子以及發(fā)電機轉子和勵磁轉子組成。汽輪發(fā)電機組軸系結構如圖1所示。

機組自168h投運以來,達到額定轉速后,發(fā)電機5號軸瓦存在振動偏大現(xiàn)象,x向最高達到87.2um,Y向最高達到121um,6號軸瓦Y向最高達到89.5um,如表1所示。

3原因分析

為消除發(fā)電機組軸瓦振動問題,分別進行了兩次振動數(shù)據(jù)采集。如圖2所示,通過對機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轉頻分量為主?？梢哉f明,振動與轉子有關,既可能是轉子質量不平衡,也可能是轉子軸系彎曲或轉子與靜子之間存在動靜碰磨。就地測量發(fā)電機端蓋振動及機殼振動,振動值都在正常范圍。通過長時間的觀察運行,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,初步判斷轉子存在原始質量不平衡的缺陷。因此,決定對發(fā)電機轉子進行現(xiàn)場動平衡來消除機組的異常振動。

4機組振動的處理措施及結果

4.1現(xiàn)場動平衡加重措施

通過查閱發(fā)電機設計圖紙,發(fā)電機聯(lián)軸器設計預留20×18(=360°）配重絲孔。根據(jù)諧分量法的基本原理,轉子振動的分解只能分為對稱分量,即機組發(fā)電機轉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)電機轉子進行同相加重來消除5號軸瓦異常振動。汽輪發(fā)電機的轉向為從汽輪機側看向發(fā)電機側順時針方向,經(jīng)分析計算,以鍵相為起點逆時針旋轉,在發(fā)電機聯(lián)軸器配重孔上分別加重量580g/90°和220g/70°。

4.2機組振動的處理結果

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

5結語

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