河源电厂2号机组7.5m平台振动原因分析

刘建伟

【摘 要】河源电厂2号机组系由哈尔滨汽轮机厂与日本三菱公司联合设计生产的超超临界600MW汽轮机，型号为CLN600-25/600/600。机组设有一个高中压缸和一个低压缸，及发电机和集电环，共7个轴承，汽轮机轴承座采用落地结构，轴瓦均采用可倾瓦结构。机组在7.5m平台氢气干燥器周围振动达76微米，导致氢气干燥器管道振裂多次，同时发电机振动较历史数据略有增加，为分析问题，对7.5m和15m平台进行测试，发现振动主要为工频分量，附近的管道振动也是以工频分量为主，平台振动的主要频率为50Hz，说明激振源来自机组。本文为处理平台振动进行了相关的试验。

【关键词】振动测量；试验；分析；处理

1 试验目的

（1）在测试振动随负荷、无功的变化，验证发电机转子对振动的影响；

（2）调整除氧器水位调节门管道对7.5m平台的负载：试验目的是验证管道振动对平台振动的影响；

（3）松发电机6瓦右侧地脚螺栓：试验目的是研究发电机地脚螺栓的紧力是否影响发电机膨胀，导致传递到台板的振动加剧；

（4）在7.5m加配重块：通过改变平台的重量来改变其固有频率，以求避开共振区。

2 振动测量系统

2号机组我厂TSI系统为Bently 3500，在1～7号轴承附近设置了互为垂直安装（X为45L，Y为45R，键相垂直）的涡流传感器测量轴颈处的相对轴振，并将数据传至创为时地在线检测系统对振动进行实时显示。对本次测试在15米平台及7.5m平台安装Bently9200型速度传感器，与TSI缓冲输出的振动送入Bently 208P DAIU型数据采集装置，进行采集和分析。

3 振动试验情况

3.1 带负荷和空负荷及之间的关系

原始振动（500MW）

对比表2空载振动数据，发电机5、6号轴振在带负荷后振动明显增加，主要增加为工频分量。

3.2 调整除氧器水位调节门管道对7.5m平台的负载

2010年4月13日上午11：00，利用行车吊除氧器水位调节门管道，由于起吊部位不容易操作吊车力最大到4.5吨，测试过程发现7.5米平台仅有几个微米的振动变化。

3.3 松发电机6瓦右侧地脚螺栓

2010年4月13日下午16：00，逐步松开发电机6瓦右侧三个地脚螺栓，松螺栓过程发现螺栓紧力不大，松开后7.5m平台振动未见改善。

3.4 发电机振动与7.5m平台振动关联性试验

从2010年4月11日至14日的连续监测过程发现，7.5m平台振动与发电机振动存在明显的关联性，变化趋势保持一致，当负荷低时，发电机振动较低，7.5m与15m振动均随之下降。7.5m平台最低降至71微米。

3.5 在7.5m加配重块

2010年4月14日在7.5m振动最大的部位加两块1200mm*850mm *260mm的配重块，行车显示每块重量约800kg。加配重块后，7.5m振动降至63微米，组织16个检修人员站在配重块上增加质量，振动降至56微米。

河源电厂2#发电机（600MW）运行中转子出现异常振动，且振动幅值逐渐上升。从DCS上观察转子振动（5#和6#轴振）跟励磁电流等数据曲线，转子振动（5X、5Y、6X和6Y）与励磁电流之间存在着明显的正相关性。因此，怀疑2#发电机转子存在匝间短路故障。

4 振动分析

对2号机组及平台振动分析如下：

（1）平台振动与发电机轴振关联性很强，趋势一致；

（2）在7.5m加配重块后振动下降20微米，说明改变质量后可以轻微避开共振峰值；

（3）发电机带负荷和空负荷之间及无功变化时对振动影响较大，且主要为工频。因此，怀疑2#发电机转子存在匝间短路故障。

5 后续处理

后来电厂将2#发电机停下来，在未抽转子的情况下，对转子进行了静态下的转子匝间短路故障检测，主要进行了转子绕组的电压分布试验。对转子绕组施加交流电压98.8V，各个线圈底匝线棒的电压测量结果如表3所示。

从表3中数据可见，转子的两极绕组电压分布情况良好，未见有明显的不对称现象。

将表3中的极1和极2的电压差数据以曲线的形式绘出，以便观察、比较两者之间的关系。

从表3中的数据可以看出，2#发电机转子在静态下，其两极各对应线圈之间的对称性好。因此，从静态下的试验结果分析，判断2#发电机转子在静态下不存在匝间短路故障。

显然，2#发电机转子动态下与静态下的匝间短路诊断结果发生了矛盾。面对这样一个矛盾的局面，参与分析的技术专家们在认真分析了转子在两种状态下的受力情况后，坚持认为转子绕组存在着不稳定的、动态的匝间短路故障，当转子停下来后，由于动态时的应力消失，绕组会发生一定的位移，因此，很可能造成短路点随着绕组位移的变化而消失。

随后，转子返厂进行处理。解体处理中，未发现明显的匝间短路故障点。但发现个别绕组有一定的位移现象，个别匝间绝缘垫条有错位现象，另外还有个别的绝缘垫条的边沿也有磨损现象，均为可疑点。后来电厂的建议下，坚持对转子绕组进行了彻底处理。转子处理完毕返厂回装入发电机定子膛内，启机运行后，转子的异常振动现象就消除了。从DCS上看，转子振动也不再跟随励磁电流的变化而变化，它们之间的相关性也消失了。

在大修前的振动测试中发现，发电机振动随负荷和无功变化明显，说明发电机转子存在一定的热不平衡量，怀疑有匝间短路故障，返厂检修未发现明显短路点，但个别部件松动，对转子重新装配。

返厂后2012年7月23日晚23：00，机组首次修后启动，各轴瓦振动均在优秀范围内，7.5m平台振动在15微米以下，符合安全要求。

6 结论

通过以上试验及处理说明：转子装配质量问题是导致转子出现热变形的重要原因，转子变形将导致转子和定子间偏心的变化，导致定子振动增加，振动通过汽机平台、立柱的传递也导致7.5m平台振动。

【参考文献】

[1]范鑫，秦建明，李明，等.超临界600MW汽轮机运行方式的优化研究[J].动力工程学报，2012（05）.

[责任编辑：汤静]