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????? #2發(fā)電機(jī)振動(dòng)原因分析及處理過(guò)程
????? 作者:蘇永健
????? 關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī)處理振動(dòng)
????? [ 摘要] 針對(duì)法國(guó)阿爾斯通公司330MW 機(jī)組發(fā)電機(jī)振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行分析,將
振動(dòng)處理的經(jīng)過(guò)進(jìn)行論述,找出造成振動(dòng)的主要原因,供分析同類型問(wèn)題時(shí)做為
參考。
????? [ 關(guān)鍵詞] 發(fā)電機(jī)振動(dòng)處1 #2發(fā)電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)蒙達(dá)公司#2發(fā)電機(jī)組系
北重- 阿爾斯通公司生產(chǎn)的T255-460型,該機(jī)組采用自激式旋轉(zhuǎn)二極管無(wú)刷勵(lì)磁
系統(tǒng),冷卻方式為水- 氫- 氫。#2發(fā)電機(jī)組于2003年3 月份進(jìn)行了投產(chǎn)后的首次
標(biāo)準(zhǔn)性大修,修前未發(fā)現(xiàn)機(jī)組有任何異常狀況。在4 月30日機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)后各運(yùn)
行參數(shù)正常。第二天巡視發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁機(jī)端蓋垂直振動(dòng)值達(dá)0.14mm. 已經(jīng)嚴(yán)重超出了
振動(dòng)監(jiān)督的合格范圍,隨即停機(jī)進(jìn)行了檢查處理。以下詳細(xì)介紹處理經(jīng)過(guò)及原因
分析。
????? 2 前兩次處理經(jīng)過(guò)及原因分析
????? 2.1 2003年5 月1 日停機(jī)后,根據(jù)出現(xiàn)振動(dòng)的部位分析,主要集中在勵(lì)磁
機(jī)本體處。而且勵(lì)磁機(jī)的電樞是懸掛在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部,造成振動(dòng)的可能性極大。
勵(lì)磁機(jī)解體后檢查未發(fā)現(xiàn)安裝有異常情況,重新校核聯(lián)軸節(jié)的螺栓力矩為1470N.m
,勵(lì)磁機(jī)電樞外圓端部擺度測(cè)試值如表1
????? 表1 勵(lì)磁機(jī)電樞外圓端部擺度數(shù)值
????? 對(duì)應(yīng)點(diǎn)1 2 3 4 5 6 7 8
????? 數(shù)值(mm)
????? 0.01 0.03 0 -0.04 -0.06 -0.03 -0.01
????? 兩對(duì)稱點(diǎn)的代數(shù)差均小于0.08mm(標(biāo)準(zhǔn)),說(shuō)明該點(diǎn)的安裝質(zhì)量符合要求。
勵(lì)磁機(jī)裝復(fù)后沖車至3000r/min ,勵(lì)磁機(jī)端蓋垂直振動(dòng)值達(dá)0.22mm. 根據(jù)振動(dòng)情
況可以看出勵(lì)磁機(jī)檢查未出效果。隨后邀請(qǐng)西安熱工研究所專家來(lái)廠協(xié)助診斷,
為了盡快消除振動(dòng),對(duì)勵(lì)磁機(jī)電樞端部平衡塊進(jìn)行了配重試驗(yàn),通過(guò)3 次增減電
樞端部平衡塊,使得振動(dòng)消除發(fā)電機(jī)#7、#8瓦處的軸振和瓦振明顯降低,于2003
年5 月14日,并網(wǎng)帶負(fù)荷運(yùn)行,啟動(dòng)后振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)如表2
????? 表2 首次帶負(fù)荷的振動(dòng)測(cè)試值
????? 名稱負(fù)荷
????? MW #7 瓦#8瓦端蓋
????? ⊥= ⊥= ⊥=
????? 瓦振
????? μm 120 14 20 23 37 60 47
????? 280 0 15 18 7 32
????? 軸振
????? μm 120 31 29
????? 280 19 14
????? #2機(jī)組啟動(dòng)后,經(jīng)有關(guān)專家和蒙達(dá)公司專業(yè)人員共同分析,一致認(rèn)為造成
發(fā)電機(jī)振動(dòng)的主要原因?yàn)?/FONT>
????? 1 )發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部存在碰磨,集中表現(xiàn)在勵(lì)磁機(jī)電樞部位;
????? 2 )汽輪發(fā)電機(jī)組存在膨脹不均勻和熱變形。
????? 2.2 #2機(jī)大修后從5 月14日啟動(dòng)后運(yùn)行至7 月份,發(fā)電機(jī)振動(dòng)未發(fā)現(xiàn)異常
情況。當(dāng)進(jìn)入夏季高溫時(shí),發(fā)電機(jī)的冷、熱氫溫度提高大約15℃,此時(shí)發(fā)電機(jī)
????? 的振動(dòng)發(fā)生了明顯的變化,2003年10月14日測(cè)試振動(dòng)的結(jié)果如表3
????? 表3 機(jī)組運(yùn)行5 個(gè)月后的振動(dòng)測(cè)試值,
????? 負(fù)荷
????? MW軸振(μm )
????? 瓦振(μm )
????? #7 #8 #7 #8
????? 330 65.5 54.3 68.2 112
????? 對(duì)運(yùn)行中振動(dòng)跟蹤結(jié)果進(jìn)行分析,得出以下結(jié)論
????? 1 )發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣溫度對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)的影響特別敏感,振動(dòng)大小隨著氫氣
溫度的變化而變化
????? 2 )機(jī)組無(wú)功負(fù)荷的變化,對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)的影響也較大。#2機(jī)組的無(wú)功負(fù)
荷一般只保持在30Mvar左右,無(wú)功負(fù)荷升高后勵(lì)磁機(jī)的振動(dòng)明顯增大。
????? 運(yùn)行一段時(shí)間后,勵(lì)磁機(jī)的外部振動(dòng)再次達(dá)到0.11mm左右。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)
際情況,于2004年3 月16日停機(jī)小修,再次對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)進(jìn)行處理。勵(lì)磁機(jī)揭蓋
檢查后在其端部增加平衡塊75g ,發(fā)電機(jī)#7、#8振動(dòng)分別降至0.012mm 至0.016mm
,通過(guò)配重后調(diào)整氫氣溫度和無(wú)功負(fù)荷,運(yùn)行不久以后勵(lì)磁機(jī)部位的振動(dòng)值又上升
到了0.13mm,發(fā)電機(jī)組在振動(dòng)超標(biāo)的情況下維持運(yùn)行。
????? 3 #2機(jī)組B 級(jí)檢修中對(duì)勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)的分析及處理
????? 3.1 振動(dòng)影響著整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)的安全可靠運(yùn)行,而且超過(guò)允許值的振動(dòng)
將帶來(lái)許多危害,大致可以分析為以下幾個(gè)方面:
????? 1 )引起動(dòng)、靜部分磨擦,并且加速這些部件的磨損,產(chǎn)生偏磨。
????? 2 )使某些部件產(chǎn)生過(guò)大的動(dòng)應(yīng)力、導(dǎo)致疲勞損壞,其中以軸瓦鎢金碎裂
及燒損軸瓦居多。
????? 3 )使汽封、油封間隙加大而降低機(jī)組熱效率。
????? 4 )引起某些堅(jiān)固件的斷裂和松脫,如軸承座地腳螺栓斷裂、松動(dòng)。
????? 5 )使定子鐵芯疊片或定子繞組絕緣損壞引起短路
????? 根據(jù)水電部對(duì)3000r/min 的汽輪發(fā)電機(jī)的軸承振動(dòng)幅值的規(guī)定如表4 :按
這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定判斷,#2勵(lì)磁機(jī)的振動(dòng)處在不合格的范圍內(nèi),這將對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)
行造成極其嚴(yán)重的危害,所以,必須停機(jī)進(jìn)行振動(dòng)處理。
????? 表4 汽輪發(fā)電機(jī)的軸承振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)
????? 轉(zhuǎn)速(r/min )
????? 優(yōu)良合格
????? 3000 20 μm 以下30μm 以下50μm 以下
????? 3-2 前次大修中發(fā)電機(jī)存在并處理的異常情況
????? 1 )發(fā)電機(jī)#7瓦軸頸處有3 道劃痕,其中最嚴(yán)重的一處寬4mm ,深2.5mm ,
對(duì)該劃痕進(jìn)行了微弧焊處理,并更換#7瓦。
????? 2 )汽輪機(jī)的高、中壓缸前后軸封及隔板汽封有磨損,對(duì)磨損嚴(yán)重的汽封
進(jìn)行更換,整個(gè)通流部分間隙調(diào)整在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
????? 3 )低、發(fā)中心高低偏差0.75mm,對(duì)發(fā)電機(jī)兩側(cè)基礎(chǔ)進(jìn)行的調(diào)整,使中心
高、低差達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求0.04mm,左右0.00
????? 4 )勵(lì)磁機(jī)電樞與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的剪切銷釘中有一個(gè)犯卡,通過(guò)檢修現(xiàn)
場(chǎng)的手段未能拔出,原位進(jìn)行了回裝。
????? 5 )經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)出有3 個(gè)旋轉(zhuǎn)二極管反向耐壓超標(biāo),用天平稱重后保證質(zhì)
量不變的情況下進(jìn)行更換,避免由于質(zhì)量不平衡造成振動(dòng)。
????? 根據(jù)上次大修中發(fā)電機(jī)存在以及處理的問(wèn)題,分析了造成機(jī)組振動(dòng)的原因,
決定利用#2機(jī)組B 級(jí)檢修的機(jī)會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行解體檢修,對(duì)機(jī)組的振動(dòng)問(wèn)題做一
次徹底處理。
????? 3-3 B 級(jí)檢修中對(duì)發(fā)電機(jī)振動(dòng)的處理經(jīng)過(guò)
????? 發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期在振動(dòng)超標(biāo)的情況下運(yùn)行,造成的危害是顯而易見的,這樣下
去對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定造成極大的危害。北方聯(lián)合電力公司會(huì)同北京汽輪電機(jī)有限公
司的相關(guān)專業(yè)人員,組織召開了#2機(jī)組處理振動(dòng)的專題會(huì)議,決定進(jìn)行發(fā)電機(jī)解
體檢查,并且對(duì)轉(zhuǎn)子返廠做動(dòng)平衡試驗(yàn)。
????? 3.3.1 停機(jī)前做發(fā)電機(jī)空載無(wú)勵(lì)磁狀態(tài)下的振動(dòng)測(cè)試,結(jié)果如表5 :
????? 表5 2005年大修前空載測(cè)試振動(dòng)
????? 負(fù)荷
????? MW軸振(μm )
????? 瓦振(μm )
????? #7 #8 #7 #8 勵(lì)磁機(jī)
????? 0 17.9 42 18 26 60
????? 3.3.2 轉(zhuǎn)子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常
????? 3.3.3 發(fā)電機(jī)解體后檢查處理的項(xiàng)目及內(nèi)容
????? 1 )發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子返廠,進(jìn)行了轉(zhuǎn)子單獨(dú)以及轉(zhuǎn)子與電樞一體的動(dòng)平衡測(cè)試,
動(dòng)平試驗(yàn)完全合格。
????? 2 )轉(zhuǎn)子回裝前的絕緣電阻,直流電阻及交流阻抗測(cè)試合格。
????? 3 )對(duì)#7瓦軸頸處微弧焊處理的劃痕進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)其中一處高出0.14mm,
經(jīng)過(guò)研磨后使軸頸光滑并達(dá)到一致
????? 4 )#7軸承下瓦鎢金局部受損,將#7軸承更換為原始安裝時(shí)所用的軸承,
并對(duì)軸承球面進(jìn)行刮研,使得接觸合格。
????? 5 )勵(lì)磁機(jī)電樞與轉(zhuǎn)子連接的剪切銷釘間隙稍大,所有銷釘重新制作并更
換。
????? 6 )發(fā)電機(jī)定子繞組端部振型模態(tài)試驗(yàn)及引出線的固有頻率測(cè)試均合格
????? 7 )冷卻器內(nèi)部固定螺栓檢查,緊固狀態(tài)良好
????? 8 )發(fā)電機(jī)定子調(diào)整墊片原為多個(gè)鐵皮墊疊加,本次檢修全部更換為不銹
鋼墊片,而且每處不超出三片,沿發(fā)電機(jī)縱向呈階梯狀布置,左右厚度完全相同。
????? 9 )發(fā)電機(jī)與低壓轉(zhuǎn)子重新調(diào)中心,二者圓周差<0.005mm,端面差<0.005mm,
對(duì)輪連接后調(diào)整其同心度<0.03mm
????? 3.3.4 運(yùn)行中轉(zhuǎn)子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常
????? 3.3.5 勵(lì)磁機(jī)安裝的關(guān)鍵點(diǎn)
????? #2發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁機(jī)是旋轉(zhuǎn)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng),勵(lì)磁機(jī)懸掛在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子端
部,勵(lì)磁機(jī)電樞對(duì)發(fā)電機(jī)的振動(dòng)影響特別大,所以勵(lì)磁機(jī)安裝過(guò)程中有以下一些
工序應(yīng)嚴(yán)格要求;
????? 1 )電樞安裝如圖1 所示,d 和d1直徑尺寸差值(即間隙)應(yīng)≥0.6mm ,
若<0.6mm,應(yīng)修整導(dǎo)桿絕緣層
????? 外圓(d )
????? 2 )電樞安裝后慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子,用百分表檢查圖2 中A 、B 、C 、C 、D 、
E 、F 各部位的外圓跳動(dòng)偏差,C 點(diǎn)部位外圓跳動(dòng)兩對(duì)標(biāo)稱點(diǎn)的代數(shù)差應(yīng)≤0.20mm,
間隙K ≤H1-H. 將各組數(shù)據(jù)調(diào)整在合格范圍。。
????? 3 )勵(lì)磁機(jī)電樞的安裝。檢查電樞所帶的平衡塊一定要緊固,軸銷與銷孔
只有0.01mm的間隙,否則會(huì)造成安裝困難或晃度過(guò)大。
????? 4 )轉(zhuǎn)子接地檢測(cè)裝置回裝時(shí),要將發(fā)射器底座邊緣與止口配合好,避免
發(fā)射器裝偏,引發(fā)勵(lì)磁機(jī)的擺動(dòng)。
????? 4 、結(jié)論
????? 引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的原因有很多,主要有電磁和機(jī)械方面。發(fā)現(xiàn)振動(dòng)
超標(biāo)后一定要仔細(xì)判別振動(dòng)原因。
????? 4.1 為了確定是否屬于電磁方面的原因,首先應(yīng)觀察三相電流是否平衡,
如不平衡則產(chǎn)生100HZ 的振動(dòng);其次,再保持負(fù)荷值一定,在較大范圍改變勵(lì)磁
電流,觀察勵(lì)磁電流對(duì)振動(dòng)的影響,如果隨其變化,振動(dòng)也急劇變化,就表明振
動(dòng)原因是轉(zhuǎn)子繞組存在匝間短路。
????? 4.2 為了確定是否屬于機(jī)械方面的原因,可保持勵(lì)磁電流一定,若振動(dòng)隨
著有功負(fù)荷變化,則表明振動(dòng)是由于機(jī)械原因引起的,通常應(yīng)在汽輪機(jī)上或在汽
輪機(jī)與發(fā)電機(jī)聯(lián)軸部位上尋找原因,如果振動(dòng)值較大,而且不隨勵(lì)磁電流或負(fù)荷
的變化而變,這種現(xiàn)象也屬于機(jī)械原因引起。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)。主要表
現(xiàn)為50HZ和100HZ 兩個(gè)頻率;50HZ的振動(dòng)主要由轉(zhuǎn)子不平衡引起,并通過(guò)軸承、
端蓋偉給機(jī)座,減小的辦法就是提高轉(zhuǎn)子大齒和小齒兩個(gè)方向的剛度不同引起的
????? 4.3 機(jī)組檢修后的安裝,一定要嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求進(jìn)行,技術(shù)
數(shù)據(jù)調(diào)整在合格的范圍內(nèi),盡量避免由于安裝、調(diào)試的質(zhì)量原因而造成振動(dòng),使
發(fā)電機(jī)組在優(yōu)良振動(dòng)的條件下穩(wěn)定運(yùn)行。
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