某660MW超超臨界發(fā)電機(jī)軸瓦振動(dòng)分析及處理

引言

隨著我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展,600Mw、1000Mw等級(jí)大型汽輪發(fā)電機(jī)組大量投運(yùn),成為火力發(fā)電的主力機(jī)組。汽輪發(fā)電機(jī)組作為高參數(shù)、多跨度、大撓度高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械,其運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣、設(shè)備結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,可能導(dǎo)致其發(fā)生故障的因素眾多,特別是近年來大量超臨界機(jī)組相繼投運(yùn),汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的不穩(wěn)定異常時(shí)有發(fā)生。作為大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械,轉(zhuǎn)子的振動(dòng)故障80%以上是軸系的不平衡所引起的,所以轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡問題成為目前研究的重點(diǎn)。

1機(jī)組概況

某電廠660Mw超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組工程汽輪機(jī)采用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn),型號(hào)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(jī)。發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家是上海電機(jī)股份有限公司,型號(hào)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(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。該機(jī)組軸系共有7個(gè)徑向軸承,其中1～4號(hào)軸承為汽輪機(jī)軸承,5～7號(hào)軸承為發(fā)電機(jī)軸承。

2振動(dòng)情況簡(jiǎn)介

該機(jī)組由高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁轉(zhuǎn)子組成。汽輪發(fā)電機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

機(jī)組自168h投運(yùn)以來,達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后,發(fā)電機(jī)5號(hào)軸瓦存在振動(dòng)偏大現(xiàn)象,x向最高達(dá)到87.2um,Y向最高達(dá)到121um,6號(hào)軸瓦Y向最高達(dá)到89.5um,如表1所示。

3原因分析

為消除發(fā)電機(jī)組軸瓦振動(dòng)問題,分別進(jìn)行了兩次振動(dòng)數(shù)據(jù)采集。如圖2所示,通過對(duì)機(jī)組軸瓦振動(dòng)特征的分析,對(duì)比歷史數(shù)據(jù)與采集數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)5號(hào)、6號(hào)軸瓦振動(dòng)較為平穩(wěn),主要以1x轉(zhuǎn)頻分量為主?？梢哉f明,振動(dòng)與轉(zhuǎn)子有關(guān),既可能是轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡,也可能是轉(zhuǎn)子軸系彎曲或轉(zhuǎn)子與靜子之間存在動(dòng)靜碰磨。就地測(cè)量發(fā)電機(jī)端蓋振動(dòng)及機(jī)殼振動(dòng),振動(dòng)值都在正常范圍。通過長(zhǎng)時(shí)間的觀察運(yùn)行,其他軸瓦振動(dòng)無增大趨勢(shì),現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)異常聲音,可以排除軸系彎曲、動(dòng)靜碰磨的可能,初步判斷轉(zhuǎn)子存在原始質(zhì)量不平衡的缺陷。因此,決定對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡來消除機(jī)組的異常振動(dòng)。

4機(jī)組振動(dòng)的處理措施及結(jié)果

4.1現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡加重措施

通過查閱發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)圖紙,發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器設(shè)計(jì)預(yù)留20×18(=360°）配重絲孔。根據(jù)諧分量法的基本原理,轉(zhuǎn)子振動(dòng)的分解只能分為對(duì)稱分量,即機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)主要表現(xiàn)為一階不平衡分量的形式[3]。所以通過對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行同相加重來消除5號(hào)軸瓦異常振動(dòng)。汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)閺钠啓C(jī)側(cè)看向發(fā)電機(jī)側(cè)順時(shí)針方向,經(jīng)分析計(jì)算,以鍵相為起點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),在發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器配重孔上分別加重量580g/90°和220g/70°。

4.2機(jī)組振動(dòng)的處理結(jié)果

對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行加重后,該機(jī)組5號(hào)軸瓦x向振動(dòng)降低至81.2μm、Y向振動(dòng)降低至95.8μm,6號(hào)軸瓦x向振動(dòng)降低至57.2μm、Y向振動(dòng)降低至62.6μm。如圖3所示,振動(dòng)數(shù)據(jù)趨于期望值,說明通過對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡,降低了機(jī)組的振動(dòng),機(jī)組的振動(dòng)情況得到良好改善。

5結(jié)語

通過對(duì)振動(dòng)采集數(shù)據(jù)的分析可知,發(fā)電機(jī)振動(dòng)大的原因主要是發(fā)電機(jī)制造出廠時(shí)就存在質(zhì)量不平衡。本文通過對(duì)轉(zhuǎn)子加重配重,減小了軸瓦振動(dòng),使軸瓦振動(dòng)值都穩(wěn)定在合格范圍內(nèi),保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。