乍得恩贾梅纳炼厂汽轮发电机组故障分析与处理

李江华 王 毅 翟德宏

兰州石化公司 甘肃兰州 730060

在乍得恩贾梅纳炼厂（以下简称NRC）电厂4# 蒸汽轮机组并网升负荷过程中，发现发电机前轴有振动现象，且随负荷升高振动加剧，振动超报警值后仍不见减小，只能采取降负荷的手段控制振动。该机组在某次意外甩负荷后，3# 轴承振动出现随负荷爬升的现象，之后停机报修。检修人员按照机组大修规程，抽取了发电机转子进行清理，并对机组进行了拆解维修。但大修后开机，3# 轴承振动问题依然存在，之后又进行了多次轴系与轴瓦的检查与间隙调整等工作，振动问题仍然没有改善。之后，采用振动分析仪对该机组振动情况进行了全面监测，通过分析判断，完成故障诊断，并提出相应措施，最终振动故障得到解决，机组可长期安全运行。

1 轴系及测量系统简介

NRC 电厂4# 汽轮机组采用杭州发电设备公司制造的12MW 汽轮发电机组，汽轮机型号为N12-3.43，发电机型号为QFI-W12-2。该机组轴系由2 根转子组成，即汽轮机转子（TUR）和发电机转子（GEN），轴系结构及测量位置见图1。该机组每个轴承垂直中心线左、右45°方向各安装一个轴振传感器（振动传感器布置见图2），键相传感器在机头前箱右侧水平位置，在线监测只监测轴振。本次振动监测在现场临时布置速度传感器监测座振。

图1 轴系结构及测量位置图

图2 传感器布置图

该机组依照制造厂振动标准，轴振90μm 报警，130μm 跳机。

2 原始振动数据分析

2.1 启动过程

机组启动后，首先对升速过程进行振动测量。转速从0～3000 转升速过程中，各轴测量承轴振不超过90μm。

2.2 定速并网

3000 转定速时，各轴承振动达到良好水平（表1 序1）；并网运行后，3# 轴承振动随负荷增大（表1 序2－5）；负荷升至9MW 时，3X 轴振达到110μm，座振达到61μm；降负荷后（表1 序6），振动缓慢下降。

表1 定速并网过程振动数据

2.3 振动分析

从现场监测升速过程及定速空载的振动数据分析，发电机转子冷态平衡状态良好，振动在合格范围内。但并网后，3# 轴承振动增大至报警值，呈现以下几点特征：

（1）振动与负荷关系成正比；

（2）振动以一倍频为主；

（3）振动随负荷缓慢变化。

以上几点特征符合转子热弯曲现象，需通过现场热平衡处理消除振动问题。经查，电站4# 汽轮发电机组主要通过并入厂外电网为恩贾梅纳提供电力。据记录资料显示，4# 机组并网运行过程中每个月都要发生几十次甚至上百次甩负荷事件，每年都有近千次的甩负荷事件发生，由此可判断该机组发电机转子热弯曲是由甩负荷引起的。当汽轮机转子与发电机转子之间因甩负荷时产生的扭矩突变，使发电机转子部件松动，引起转子发热不均匀或线圈膨胀不畅，都会导致转子产生热弯曲，该机组振动数据符合此类原因引起的热弯曲特征。

3 现场热平衡测试

该发电机工作转速的振动大，振动最剧烈的部位在3# 轴承处，超过报警值90μm，所以首先调整发电机的平衡。采用反对称加重的方法[1]，分别在发电机的3# 瓦侧加重P3=137g∠160°，4# 瓦侧加重P4=137g∠340°，4# 瓦外侧加重P4 外=30g∠150°。动平衡加重示意图见图3，加重图见图4。

图3 加重示意图

图4 动平衡加重图

4 平衡后振动数据分析

经动平衡后，机组再次启动，升速过程振动保持合格水平，各轴承振动不超过90μm。振动数据见表2。

表2 平衡后机组升速振动数据

平衡后定速，机组各轴承振动均在合格范围内，振动数据见表3 序1。并网升负荷至9MW，3# 轴振从空载时的62μm 降至42μm，3 号座振从39μm 降至17μm。可见，通过现场热平衡处理，机组9MW 负荷运行时振动得到明显改善。

表3 平衡后定速并网过程振动数据

5 结论

NRC 电厂4# 机组因运行过程甩负荷，造成发电机转子发生热弯曲，使机组高负荷运行时振动超标，致使发电机组停机，造成较大的经济损失。通过现场热平衡处理，振动得到明显改善，机组各轴承振动达到合格水平，机组可长期安全运行。若遇类似情况，可参考该方法进行及时的诊断与处理，避免多次开停机反复调整而造成损失与浪费。