北重330MW发电机轴振大分析及处理

周红松

（大唐山东发电有限公司，山东 青岛 266061）

北重330MW发电机轴振大分析及处理

周红松

（大唐山东发电有限公司，山东 青岛 266061）

针对某电厂330MW机组发电机轴振大的问题进行分析，采用热平衡计算加配重方法，使振动情况大幅下降，机组安全性得到了提高。

轴振；发电机 ；热平衡

某电厂2号机组汽轮机型号：N330－17.75/540/540单轴、三缸、亚临界、一次中间再热、双排汽、凝汽式。生产厂家：北京汽轮电机有限责任公司，发电机型号：QFSN-330-2，发电机类型：水-氢-氢，生产厂家：北重电机厂。汽轮发电机组轴系由汽轮机高压转子、中压转子、低压转子和发电机转子组成。各转子之间均为刚性联轴器联结，共9个轴承，轴承及振动测点布置如图1所示。

图1 某电厂#2机轴承及测点分布示意图

1 异常现象及分析

该机组抽产后7、8瓦振动值随负荷升高时变大，带负荷稳定后7瓦轴振达到160μm，8瓦轴振达到166μm，振动稳定，变有功、无功振动幅值均不变化，一般运行几个月满负荷工况时，振动会突然降下来，两瓦轴振降到100μm左右，之后振动随无功的变化规律具有明显的一致性。

（1）某次冲转过程Bode图如图2所示，由图中可以看出刚定速3000r/min时，#7X、#8X振动分别只有25μm和33μm，说明此时发电机转子上没有大的不平衡量，可以排除质量不平衡、低发对轮、发励中心不正等原因。

（2）利用美国B.N公司ADRE-3-208数据采集分析系统（仪器编号：K502106）由电子间的TSI控制柜采集振动数据，振动始终为1X工频振动，没有其它频率成分，由此可以排除低频油膜涡动、油膜振荡等自激振动。

（3）调取#7、#8轴振随有功、无功变化曲线，发现#7、#8轴振随无功变化规律非常明显，增加无功时振动增大，降低无功时振动减小。该现象说明发电机转子上有匝间短路或局部氢冷风道堵塞的地方，因为随着无功增加，转子线圈上通过的励磁电流增大，转子温度升高，如果发生匝间短路会导致局部过热，引起转子热弯曲，同样，局部风道堵塞也会导致这个地方的温度比周围温度高而发生热弯曲。

图2 #4机冲转过程Bode图

表1 2016年大修后运行数据

（4）分析认为由发电机转子上的线圈局部膨胀不畅引起的该激振力，因为负荷从0到30万过程中，发电机转子温度逐步升高，如果线圈膨胀均匀则整根转子质量均布，不会有额外不平衡。但是若局部线圈膨胀受阻，则随着温度的升高，其它部位线圈膨胀开了，受阻的地方无法胀出，相当于发电机转子上的不平衡量逐渐增大，这就解释了负荷从0～300MW过程中振动逐步增加的现象。当运行一段时间后，该局部线圈膨胀受阻的地方突然胀开了，不平衡量消失，所以振动就突然降下来了。

（5）表1是2号机2016年大修后的数据，7、8号轴振在并网后再次增大，这种变化是由发电机的热弯曲引起的，热弯曲随负荷的增大而增大，振动最大值已达到180μm。

由于振动是矢量，满功率与定速时振动的矢量差称为热变量。它反映了发电机热弯曲产生的振动。可以看出7X、8X的热变量大体在100微米以上。这意味着即便在定速时的振动为0（即转子不存在质量不平衡），并网后振动也可以上升到100微米左右。

2 处理方案

针对以上分析，该电厂决定为2号机组发电机进行热平衡加重，热平衡就是用平衡的手段校正热弯曲引起的振动。在平衡时以降低热态振动为主，并适当兼顾冷态振动、不能使其过高。具体的加重方案如下。

（1）使用BD8000设备从TSI系统信号端子引出键相、轴振信号，并对振动数据进行采集存储和分析。另外，在现场也布置了一套独立的测量系统测量各个轴承的轴承座振动，如图3。

图3 轴系示意

（2）根据此套设备采集的数据信息进行分析计算，加重位置均在低发对轮（P67）和发励对轮(P8)。第一次平衡后振动有明显改善，机组安全运行到2016年8月的大修，第二次平衡后振动达到合格。

3 结语

该机组7、8号轴振的问题主要是发电机的热弯曲引起的，影响热弯曲的因素有发电机转子的材质缺陷、线棒膨胀受阻等，在机组运行及短期检修期间内都没有很好的解决办法。通过振动数据采集、分析，进行热平衡加重计算，在可行的位置进行加重，使机组振动达到合格水平，保证了机组的安全运行。

TK268

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：1671-0711（2017）09（下）-0114-02