600MW汽轮发电机振动异常的分析及处理

<p><font size="4">摘要：本文主要介绍了600MW汽轮发电机组在投产试运过程中机组振动异常产生的原因、历次处理的过程及防范措施。</font></p><p><font size="4">关键词：振动 异常 分析 处理</font></p><h5><font size="4">1　引言</font></h5><p><font size="4">山东中华发电有限公司聊城发电厂座落于聊城市西郊，东临京九铁路，南接济聊馆高等级公路和329国道，交通便利，地理位置优越，是国家“九五”重点建设项目。聊城发电厂按4台60万千瓦机组规划，分两期建设。一期工程建设2台60万千瓦燃煤机组，项目法人为山东中华发电有限公司，工程于1998年批复初步设计，1998年12月26日开工建设，两台机组相继于2002年9月28和2003年8月18日投入试生产，汽轮机由上海汽轮机有限公司采用美国西屋公司技术生产的600MW汽轮机组，为亚临界参数、单轴四缸四排汽、具有一次中间再热的凝汽式机组。本机组整个通流部分共58级叶片，其中高压缸1+11级，中压缸2×9级，低压缸4×7级；调节级叶片为三联体叶片，低压缸末二级动叶片为调频叶片，其余叶片均为不调频叶片；调节级喷嘴及动叶采用最新的2193E、2175型线，并在喷嘴外壁采用子午面型线通道；高、中压缸及低压前四级叶片全部采用根据可控涡原理设计的新叶型；中压缸及低压前四级动叶片为自带围带结构，并采用高强度的“P”型叶根；低压次末级静动叶为最新设计，末级动叶采用新设计的905MM叶片，整个轴系共配置11只径向轴承。</font></p><h5><font size="4">2　#1机各阶段轴系振动情况</font></h5><p><font size="4">自2002年7月29日＃1汽轮机开始冲转到2003年7月9日一年的运行情况来看，＃1汽轮发电机的振动情况大体如下：</font></p><p><font size="4">2.1 #1机组试运期间：</font></p><p><font size="4">1) #1机组进入整体试运后,#9、#10、#11轴承振动都偏大，有时超过报警值，8月16日，停机消缺过程时，在盘车靠背轮上加重600克，励磁机整流盘上加装455克后，机组轴系振动基本正常。机组满负荷期间，最大振动#7轴承7.8丝。</font></p><p><font size="4">2) #1机组#9、#10轴承振动再次增大</font></p><p><font size="4">自9月23日以后，#1发电机#9轴承振动一直缓慢增加，且11月12日发电机#10轴承振动大报警发出，期间尽管采取了一些措施（通过调整润滑油温度、密封油温度、氢气温度等）均未取得理想效果。</font></p><p><font size="4">当时初步分析认为，可能由三个原因造成，一是转子偏心，可在励磁机转子部分加平衡块进行观察。二是发电机密封瓦可能有问题，有停机机会时对发电机密封瓦解体检查。三是在发电机的基础方面，有可能是基础沉降造成的。</font></p><p><font size="4">#1机小修前各轴承的平均振动数据如下，#10轴承的振动在19—22.4丝之间波动，#10轴承瓦振在6.5—9丝之间波动。</font></p>

<table cellspacing="0" cellpadding="0" width="576" border="1"><tbody><tr><td valign="top" width="50">#1</td><td valign="top" width="50">#2</td><td valign="top" width="50">#3</td><td valign="top" width="50">#4</td><td valign="top" width="50">#5</td><td valign="top" width="50">#6</td><td valign="top" width="50">#7</td><td valign="top" width="50">#8</td><td valign="top" width="50">#9</td><td valign="top" width="82">#10</td><td valign="top" width="46">#11</td></tr><tr><td valign="top" width="50">38</td><td valign="top" width="50">70</td><td valign="top" width="50">70</td><td valign="top" width="50">18</td><td valign="top" width="50">17</td><td valign="top" width="50">50</td><td valign="top" width="50">50</td><td valign="top" width="50">20</td><td valign="top" width="50">70</td><td valign="top" width="82">190~224</td><td valign="top" width="46">45</td></tr></tbody></table>

<p><font size="4">2.2　＃1机小修后</font></p><p><font size="4">（1）、2003年1月7日1：50 ，＃1机小修后启动，3000R时，＃10瓦CRT振动：17.8丝</font></p><p><font size="4">（2）、在励磁机风扇环70°加150g后启动刚到3000时，＃10瓦CRT振动：14.3丝</font></p><p><font size="4">（3）、2003年1月10日 10：00，负荷522MW，＃10瓦CRT振动：203．8UM，＃10瓦振：东侧63 UM 西侧56 UM</font></p><p><font size="4">2.3　＃1机第一次检查性大修后：</font></p><p><font size="4">（1）、2003年5月13日9：57分，大修后首次冲转至3000R时，＃10瓦CRT振动：由123 UM爬升到178.4UM、瓦振54 UM，＃6瓦CRT振动：81.7 UM, 瓦振97 UM</font></p><p><font size="4">(2)、经过三次配重后，6月4日16：14分，632MW，＃10瓦CRT振动：104.5UM, 瓦振32 UM,瓦温56.2℃.</font></p><p><font size="4">＃6瓦CRT振动：83.5 UM, 瓦振52/90 UM, 瓦温82.8℃</font></p><p><font size="4">(3)2003年7月9号15:30分 , 负荷601 MW，＃10瓦CRT振动：105.8UM, 瓦振:65 UM,轴向62 UM,瓦温56℃.</font></p><p><font size="4">＃6瓦CRT振动：83.8 UM, 瓦振62/84 UM, 瓦温56.2℃</font></p><p><font size="4">其它轴承轴振均在0.076MM以内,瓦振在0.03MM以内.</font></p><p><font size="4">2.4　目前#1机的运行情况:</font></p><p><font size="4">经过又一年多的的连续安全运行，#1机组各轴承的振动已趋于稳定并且在标准范围内，当前振动情况的数据显示如下：</font></p><p><font size="4">（2005年3月16号-#1机负荷600MW时CRT画面）<br/>&nbsp;<br/>&nbsp;<br/>3　#1机组针对振动异常进行的检查处理情况<br/>3.1　2002年9月17日#1机组停机后，承建单位对主机#6、#7、#11轴瓦进行了检查，发现#7、#11瓦轴颈有轻微划痕；#6瓦及其轴颈有严重的划痕，最宽大约3mm,深度1.5mm。9月17日对润滑油系统进行了仔细检查，发现润滑油滤网B、C破损，存在孔洞，导致滤网破损后的小不锈钢碎片进入油中，部分进入到#6轴颈处，磨损轴承和轴颈，油质恶化，致使运行中轴承温度偏高。</font></p><p><font size="4">3.2　＃1机小修</font></p><p><font size="4">小修期间，对＃6、9、10、11轴瓦及两只密封瓦进行了检查，其中#6瓦下瓦磨损较严重,由于没有备品新瓦，只进行了修研处理,继续使用；发电机汽端密封瓦有轻微划伤,进行了修研处理，其它无异常。同时，将润滑油滤网更换为加强型的结构，正常运行后将其停用。</font></p><p><font size="4">3.3　＃1机第一次检查性大修</font></p><p><font size="4">大修期间，对主机 11个轴瓦均进行了仔细检查和修研，对＃6轴瓦进行了更换，并对＃6轴颈处进行了刷镀处理，对发电机基础重新进行了负荷分配试验，控制在了合格范围内。对轴系中心进行了调整，控制在了标准范围内。</font></p><p><font size="4"></font></p>

<p><font size="4">4　轴系配重情况<br/>为了减小振动，我们在几次调整过程中，经过计算，尝试着加装了多次配重块；均是用角钢经过车床加工后，配置上螺栓、胀圈、锁紧片，固定在励磁机整流盘等位置上，下面是几次配重的最终数据。</font></p><p><font size="4">4.1 2002年8月16日，停机消缺过程中，在盘车靠背轮上增加600克，励磁机整流盘上加455克。</font></p><p><font size="4">4.2 2003年1月7日,励磁机风扇环70°上加150g.</font></p><p><font size="4">4.3 2003年5月13日，励磁机整流盘上：210o/295克，225o/455克.</font></p><p><font size="4">4.4 2003年5月23日，励磁机整流盘上： 225o/455克.（把原455克去掉，换成950克）</font></p><p><font size="4">4.5 2003年6月1日，励磁机整流盘上：270o/345克.（把原235克去掉，换成580克），280o/150克，225o/去掉455克.（把原950克去掉，换成455克）</font></p><p><font size="4">5　综合原因分析<br/>5.1　#1机润滑油滤网B、C破损，存在孔洞，导致滤网破损后的不锈钢碎片进入油中，部分进入到#6轴瓦处，磨损轴承和轴颈，是导致最初振动大的直接原因。</font></p><p><font size="4">5.2　在＃1机第一次检查性大修中发现，机组安装时的轴系对中不好，尤其是汽-发中心，和厂家要求的中心数据偏差较大，大修中已进行了调整。</font></p><p><font size="4">5.3　由于滤网B、C破损，润滑油油质不好，颗粒度超标，导致#1发电机密封瓦和其它几只瓦有轻微磨损问题，这在大修中已消除。</font></p><p><font size="4">5.4　最初安装时，发电机基础负荷分配不均，导致#10轴承处承载较大。大修中重新进行了负荷分配试验，基本控制在了标准范围内。</font></p><p><font size="4">5.5　发电机转子可能由于局部热变形，发电机冷却槽道遮挡住一部分，通流面积变小。</font></p><p><font size="4">5.6 可能还存在目前没有发现的其它不明原因。</font></p><p><font size="4">6　结论<br/>从本文可以看到，由于以上几方面的综合原因，导致了#1机组的振动异常持续了一年多的时间没有能得到根本、彻底地处理，这为以后新机组的投产试运提供了借签的经验。在机组试运过程中，尤其要从以下几方面加强防范：</font></p><p><font size="4">6.1　在汽轮发电机组主机安装时，各方一定要严格执行工艺纪律和标准，对主机安装时的一些重要技术数据，必须要进行现场验收和数据复核，严格把关。</font></p><p><font size="4">6.2　试运期间，必须加大润滑油的监督力度，严格控制油质标准。</font></p><p><font size="4">6.3　对润滑油系统中的一些滤网，要进行及时检查，防止破损。</font></p><p><font size="4">6.4　对主机各轴承的油温及振动情况要密切监视，发现参数突变等异常情况要及时组织分析和果断处理，避免问题进一步扩大。</font></p><p><font size="4"></font></p>