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????? #2發(fā)電機振動原因分析及處理過程

????? 作者：蘇永健

????? 關(guān)鍵詞：發(fā)電機處理振動

????? [ 摘要] 針對法國阿爾斯通公司330MW 機組發(fā)電機振動問題進行分析，將
振動處理的經(jīng)過進行論述，找出造成振動的主要原因，供分析同類型問題時做為
參考。

????? [ 關(guān)鍵詞] 發(fā)電機振動處1 #2發(fā)電機振動產(chǎn)生經(jīng)過蒙達公司#2發(fā)電機組系
北重- 阿爾斯通公司生產(chǎn)的T255-460型，該機組采用自激式旋轉(zhuǎn)二極管無刷勵磁
系統(tǒng)，冷卻方式為水- 氫- 氫。#2發(fā)電機組于2003年3 月份進行了投產(chǎn)后的首次
標準性大修，修前未發(fā)現(xiàn)機組有任何異常狀況。在4 月30日機組啟動并網(wǎng)后各運
行參數(shù)正常。第二天巡視發(fā)現(xiàn)勵磁機端蓋垂直振動值達0.14mm. 已經(jīng)嚴重超出了
振動監(jiān)督的合格范圍，隨即停機進行了檢查處理。以下詳細介紹處理經(jīng)過及原因
分析。

????? 2 前兩次處理經(jīng)過及原因分析

????? 2.1 2003年5 月1 日停機后，根據(jù)出現(xiàn)振動的部位分析，主要集中在勵磁
機本體處。而且勵磁機的電樞是懸掛在發(fā)電機轉(zhuǎn)子端部，造成振動的可能性極大。
勵磁機解體后檢查未發(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
，勵磁機電樞外圓端部擺度測試值如表1

????? 表1 勵磁機電樞外圓端部擺度數(shù)值

????? 對應(yīng)點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

????? 兩對稱點的代數(shù)差均小于0.08mm（標準），說明該點的安裝質(zhì)量符合要求。
勵磁機裝復(fù)后沖車至3000r/min ，勵磁機端蓋垂直振動值達0.22mm. 根據(jù)振動情
況可以看出勵磁機檢查未出效果。隨后邀請西安熱工研究所專家來廠協(xié)助診斷，
為了盡快消除振動，對勵磁機電樞端部平衡塊進行了配重試驗，通過3 次增減電
樞端部平衡塊，使得振動消除發(fā)電機#7、#8瓦處的軸振和瓦振明顯降低，于2003
年5 月14日，并網(wǎng)帶負荷運行，啟動后振動測試數(shù)據(jù)如表2

????? 表2 首次帶負荷的振動測試值

????? 名稱負荷

????? 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機組啟動后，經(jīng)有關(guān)專家和蒙達公司專業(yè)人員共同分析，一致認為造成
發(fā)電機振動的主要原因為

????? 1 ）發(fā)電機和勵磁機內(nèi)部存在碰磨，集中表現(xiàn)在勵磁機電樞部位；

????? 2 ）汽輪發(fā)電機組存在膨脹不均勻和熱變形。

????? 2.2 #2機大修后從5 月14日啟動后運行至7 月份，發(fā)電機振動未發(fā)現(xiàn)異常
情況。當(dāng)進入夏季高溫時，發(fā)電機的冷、熱氫溫度提高大約15℃，此時發(fā)電機

????? 的振動發(fā)生了明顯的變化，2003年10月14日測試振動的結(jié)果如表3

????? 表3 機組運行5 個月后的振動測試值，

????? 負荷

????? MW軸振（μm ）

????? 瓦振（μm ）

????? #7 #8 #7 #8

????? 330 65.5 54.3 68.2 112

????? 對運行中振動跟蹤結(jié)果進行分析，得出以下結(jié)論

????? 1 ）發(fā)電機內(nèi)氫氣溫度對勵磁機振動的影響特別敏感，振動大小隨著氫氣
溫度的變化而變化

????? 2 ）機組無功負荷的變化，對勵磁機振動的影響也較大。#2機組的無功負
荷一般只保持在30Mvar左右，無功負荷升高后勵磁機的振動明顯增大。

????? 運行一段時間后，勵磁機的外部振動再次達到0.11mm左右。根據(jù)現(xiàn)場的實
際情況，于2004年3 月16日停機小修，再次對勵磁機振動進行處理。勵磁機揭蓋
檢查后在其端部增加平衡塊75g ，發(fā)電機#7、#8振動分別降至0.012mm 至0.016mm
，通過配重后調(diào)整氫氣溫度和無功負荷，運行不久以后勵磁機部位的振動值又上升
到了0.13mm，發(fā)電機組在振動超標的情況下維持運行。

????? 3 #2機組B 級檢修中對勵磁機振動的分析及處理

????? 3.1 振動影響著整個汽輪發(fā)電機的安全可靠運行，而且超過允許值的振動
將帶來許多危害，大致可以分析為以下幾個方面：

????? 1 ）引起動、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)生過大的動應(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組熱效率。

????? 4 ）引起某些堅固件的斷裂和松脫，如軸承座地腳螺栓斷裂、松動。

????? 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3000r/min 的汽輪發(fā)電機的軸承振動幅值的規(guī)定如表4 ：按
這一標準規(guī)定判斷，#2勵磁機的振動處在不合格的范圍內(nèi)，這將對發(fā)電機組的運
行造成極其嚴重的危害，所以，必須停機進行振動處理。

????? 表4 汽輪發(fā)電機的軸承振動標準

????? 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)電機存在并處理的異常情況

????? 1 ）發(fā)電機#7瓦軸頸處有3 道劃痕，其中最嚴重的一處寬4mm ，深2.5mm ，
對該劃痕進行了微弧焊處理，并更換#7瓦。

????? 2 ）汽輪機的高、中壓缸前后軸封及隔板汽封有磨損，對磨損嚴重的汽封
進行更換，整個通流部分間隙調(diào)整在標準范圍內(nèi)。

????? 3 ）低、發(fā)中心高低偏差0.75mm，對發(fā)電機兩側(cè)基礎(chǔ)進行的調(diào)整，使中心
高、低差達到標準要求0.04mm，左右0.00

????? 4 ）勵磁機電樞與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接的剪切銷釘中有一個犯卡，通過檢修現(xiàn)
場的手段未能拔出，原位進行了回裝。

????? 5 ）經(jīng)試驗檢測出有3 個旋轉(zhuǎn)二極管反向耐壓超標，用天平稱重后保證質(zhì)
量不變的情況下進行更換，避免由于質(zhì)量不平衡造成振動。

????? 根據(jù)上次大修中發(fā)電機存在以及處理的問題，分析了造成機組振動的原因，
決定利用#2機組B 級檢修的機會對發(fā)電機進行解體檢修，對機組的振動問題做一
次徹底處理。

????? 3-3 B 級檢修中對發(fā)電機振動的處理經(jīng)過

????? 發(fā)電機長期在振動超標的情況下運行，造成的危害是顯而易見的，這樣下
去對機組安全穩(wěn)定造成極大的危害。北方聯(lián)合電力公司會同北京汽輪電機有限公
司的相關(guān)專業(yè)人員，組織召開了#2機組處理振動的專題會議，決定進行發(fā)電機解
體檢查，并且對轉(zhuǎn)子返廠做動平衡試驗。

????? 3.3.1 停機前做發(fā)電機空載無勵磁狀態(tài)下的振動測試，結(jié)果如表5 ：

????? 表5 2005年大修前空載測試振動

????? 負荷

????? MW軸振（μm ）

????? 瓦振（μm ）

????? #7 #8 #7 #8 勵磁機

????? 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)電機解體后檢查處理的項目及內(nèi)容

????? 1 ）發(fā)電機轉(zhuǎn)子返廠，進行了轉(zhuǎn)子單獨以及轉(zhuǎn)子與電樞一體的動平衡測試，
動平試驗完全合格。

????? 2 ）轉(zhuǎn)子回裝前的絕緣電阻，直流電阻及交流阻抗測試合格。

????? 3 ）對#7瓦軸頸處微弧焊處理的劃痕進行檢測，發(fā)現(xiàn)其中一處高出0.14mm，
經(jīng)過研磨后使軸頸光滑并達到一致

????? 4 ）#7軸承下瓦鎢金局部受損，將#7軸承更換為原始安裝時所用的軸承，
并對軸承球面進行刮研，使得接觸合格。

????? 5 ）勵磁機電樞與轉(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)電機定子繞組端部振型模態(tài)試驗及引出線的固有頻率測試均合格

????? 7 ）冷卻器內(nèi)部固定螺栓檢查，緊固狀態(tài)良好

????? 8 ）發(fā)電機定子調(diào)整墊片原為多個鐵皮墊疊加，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)電機縱向呈階梯狀布置，左右厚度完全相同。

????? 9 ）發(fā)電機與低壓轉(zhuǎn)子重新調(diào)中心，二者圓周差<0.005mm，端面差<0.005mm，
對輪連接后調(diào)整其同心度<0.03mm

????? 3.3.4 運行中轉(zhuǎn)子匝間短路故障錄波未發(fā)現(xiàn)異常

????? 3.3.5 勵磁機安裝的關(guān)鍵點

????? #2發(fā)電機組的勵磁機是旋轉(zhuǎn)無刷勵磁系統(tǒng)，勵磁機懸掛在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子端
部，勵磁機電樞對發(fā)電機的振動影響特別大，所以勵磁機安裝過程中有以下一些
工序應(yīng)嚴格要求；

????? 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 各部位的外圓跳動偏差，C 點部位外圓跳動兩對標稱點的代數(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 ）勵磁機電樞的安裝。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，否則會造成安裝困難或晃度過大。

????? 4 ）轉(zhuǎn)子接地檢測裝置回裝時，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)勵磁機的擺動。

????? 4 、結(jié)論

????? 引起汽輪發(fā)電機組振動的原因有很多，主要有電磁和機械方面。發(fā)現(xiàn)振動
超標后一定要仔細判別振動原因。

????? 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；其次，再保持負荷值一定，在較大范圍改變勵磁
電流，觀察勵磁電流對振動的影響，如果隨其變化，振動也急劇變化，就表明振
動原因是轉(zhuǎn)子繞組存在匝間短路。

????? 4.2 為了確定是否屬于機械方面的原因，可保持勵磁電流一定，若振動隨
著有功負荷變化，則表明振動是由于機械原因引起的，通常應(yīng)在汽輪機上或在汽
輪機與發(fā)電機聯(lián)軸部位上尋找原因，如果振動值較大，而且不隨勵磁電流或負荷
的變化而變，這種現(xiàn)象也屬于機械原因引起。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機械振動。主要表
現(xiàn)為50HZ和100HZ 兩個頻率；50HZ的振動主要由轉(zhuǎn)子不平衡引起，并通過軸承、
端蓋偉給機座，減小的辦法就是提高轉(zhuǎn)子大齒和小齒兩個方向的剛度不同引起的

????? 4.3 機組檢修后的安裝，一定要嚴格按照質(zhì)量標準和工藝要求進行，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，使
發(fā)電機組在優(yōu)良振動的條件下穩(wěn)定運行。