北重330MW發電機軸振大分析及處理

周紅松

（大唐山東發電有限公司，山東 青島 266061）

北重330MW發電機軸振大分析及處理

周紅松

（大唐山東發電有限公司，山東 青島 266061）

針對某電廠330MW機組發電機軸振大的問題進行分析，采用熱平衡計算加配重方法，使振動情況大幅下降，機組安全性得到了提高。

軸振；發電機 ；熱平衡

某電廠2號機組汽輪機型號：N330－17.75/540/540單軸、三缸、亞臨界、一次中間再熱、雙排汽、凝汽式。生產廠家：北京汽輪電機有限責任公司，發電機型號：QFSN-330-2，發電機類型：水-氫-氫，生產廠家：北重電機廠。汽輪發電機組軸系由汽輪機高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子和發電機轉子組成。各轉子之間均為剛性聯軸器聯結，共9個軸承，軸承及振動測點布置如圖1所示。

圖1 某電廠#2機軸承及測點分布示意圖

1 異常現象及分析

該機組抽產后7、8瓦振動值隨負荷升高時變大，帶負荷穩定后7瓦軸振達到160μm，8瓦軸振達到166μm，振動穩定，變有功、無功振動幅值均不變化，一般運行幾個月滿負荷工況時，振動會突然降下來，兩瓦軸振降到100μm左右，之后振動隨無功的變化規律具有明顯的一致性。

（1）某次沖轉過程Bode圖如圖2所示，由圖中可以看出剛定速3000r/min時，#7X、#8X振動分別只有25μm和33μm，說明此時發電機轉子上沒有大的不平衡量，可以排除質量不平衡、低發對輪、發勵中心不正等原因。

（2）利用美國B.N公司ADRE-3-208數據采集分析系統（儀器編號：K502106）由電子間的TSI控制柜采集振動數據，振動始終為1X工頻振動，沒有其它頻率成分，由此可以排除低頻油膜渦動、油膜振蕩等自激振動。

（3）調取#7、#8軸振隨有功、無功變化曲線，發現#7、#8軸振隨無功變化規律非常明顯，增加無功時振動增大，降低無功時振動減小。該現象說明發電機轉子上有匝間短路或局部氫冷風道堵塞的地方，因為隨著無功增加，轉子線圈上通過的勵磁電流增大，轉子溫度升高，如果發生匝間短路會導致局部過熱，引起轉子熱彎曲，同樣，局部風道堵塞也會導致這個地方的溫度比周圍溫度高而發生熱彎曲。

圖2 #4機沖轉過程Bode圖

表1 2016年大修后運行數據

（4）分析認為由發電機轉子上的線圈局部膨脹不暢引起的該激振力，因為負荷從0到30萬過程中，發電機轉子溫度逐步升高，如果線圈膨脹均勻則整根轉子質量均布，不會有額外不平衡。但是若局部線圈膨脹受阻，則隨著溫度的升高，其它部位線圈膨脹開了，受阻的地方無法脹出，相當于發電機轉子上的不平衡量逐漸增大，這就解釋了負荷從0～300MW過程中振動逐步增加的現象。當運行一段時間后，該局部線圈膨脹受阻的地方突然脹開了，不平衡量消失，所以振動就突然降下來了。

（5）表1是2號機2016年大修后的數據，7、8號軸振在并網后再次增大，這種變化是由發電機的熱彎曲引起的，熱彎曲隨負荷的增大而增大，振動最大值已達到180μm。

由于振動是矢量，滿功率與定速時振動的矢量差稱為熱變量。它反映了發電機熱彎曲產生的振動。可以看出7X、8X的熱變量大體在100微米以上。這意味著即便在定速時的振動為0（即轉子不存在質量不平衡），并網后振動也可以上升到100微米左右。

2 處理方案

針對以上分析，該電廠決定為2號機組發電機進行熱平衡加重，熱平衡就是用平衡的手段校正熱彎曲引起的振動。在平衡時以降低熱態振動為主，并適當兼顧冷態振動、不能使其過高。具體的加重方案如下。

（1）使用BD8000設備從TSI系統信號端子引出鍵相、軸振信號，并對振動數據進行采集存儲和分析。另外，在現場也布置了一套獨立的測量系統測量各個軸承的軸承座振動，如圖3。

圖3 軸系示意

（2）根據此套設備采集的數據信息進行分析計算，加重位置均在低發對輪（P67）和發勵對輪(P8)。第一次平衡后振動有明顯改善，機組安全運行到2016年8月的大修，第二次平衡后振動達到合格。

3 結語

該機組7、8號軸振的問題主要是發電機的熱彎曲引起的，影響熱彎曲的因素有發電機轉子的材質缺陷、線棒膨脹受阻等，在機組運行及短期檢修期間內都沒有很好的解決辦法。通過振動數據采集、分析，進行熱平衡加重計算，在可行的位置進行加重，使機組振動達到合格水平，保證了機組的安全運行。

TK268

：A

：1671-0711（2017）09（下）-0114-02