某660 MW超超临界发电机轴瓦振动分析及处理

高宏福 黄太明

摘要：针对某660 MW超超临界汽轮发电机组发电机转子5号轴瓦振动严重的问题，通过采集机组振动数据，分析了机组异常振动数据的振动特征，采用动平衡技术，在发电机转子联轴器上加装配重块，使5号轴瓦振动达到期望值，提高了机组运行的安全稳定性。

关键词：660 MW超超临界汽轮发电机组;轴瓦振动;动平衡

0    引言

随着我国电力工业的快速发展，600 MW、1 000 MW等级大型汽轮发电机组大量投运，成为火力发电的主力机组。汽轮发电机组作为高参数、多跨度、大挠度高速旋转机械，其运行环境相对恶劣、设备结构非常复杂，可能导致其发生故障的因素众多，特别是近年来大量超临界机组相继投运，汽轮发电机组振动的不稳定异常时有发生。作为大型旋转机械，转子的振动故障80%以上是轴系的不平衡所引起的，所以转子的现场动平衡问题成为目前研究的重点[1]。

1    机组概况

某电厂660 MW超超临界燃煤发电机组工程汽轮机采用上海汽轮机厂生产，型号为NJK660-27/600/600的超超临界、一次中间再热、单轴、三缸两排汽、间接空冷凝汽式汽轮机。发电机生产厂家是上海电机股份有限公司，型号为QFSN-660-2型，型式为水氢-氢冷却，密封油系统采用单流环密封型式，发电机励磁系统采用自并励静止励磁系统。该机组轴系共有7个径向轴承，其中1～4号轴承为汽轮机轴承，5～7号轴承为发电机轴承。

2    振动情况简介

该机组由高压转子、中压转子、低压转子以及发电机转子和励磁转子组成。汽轮发电机组轴系结构如图1所示。

机组自168 h投运以来，达到额定转速后，发电机5号轴瓦存在振动偏大现象，X向最高達到87.2 μm，Y向最高达到121 μm，6号轴瓦Y向最高达到89.5 μm，如表1所示。

3    原因分析

为消除发电机组轴瓦振动问题，分别进行了两次振动数据采集。如图2所示，通过对机组轴瓦振动特征的分析，对比历史数据与采集数据，发现5号、6号轴瓦振动较为平稳，主要以1x转频分量为主。可以说明，振动与转子有关，既可能是转子质量不平衡，也可能是转子轴系弯曲或转子与静子之间存在动静碰磨[2]。就地测量发电机端盖振动及机壳振动，振动值都在正常范围。通过长时间的观察运行，其他轴瓦振动无增大趋势，现场未发现异常声音，可以排除轴系弯曲、动静碰磨的可能，初步判断转子存在原始质量不平衡的缺陷。因此，决定对发电机转子进行现场动平衡来消除机组的异常振动。

4    机组振动的处理措施及结果

4.1    现场动平衡加重措施

通过查阅发电机设计图纸，发电机联轴器设计预留20×18（=360°）配重丝孔。根据谐分量法的基本原理，转子振动的分解只能分为对称分量，即机组发电机转子的不平衡振动主要表现为一阶不平衡分量的形式[3]。所以通过对发电机转子进行同相加重来消除5号轴瓦异常振动。汽轮发电机的转向为从汽轮机侧看向发电机侧顺时针方向，经分析计算，以键相为起点逆时针旋转，在发电机联轴器配重孔上分别加重量580 g/90°和220 g/70°。

4.2    机组振动的处理结果

对发电机转子进行加重后，该机组5号轴瓦X向振动降低至81.2 μm、Y向振动降低至95.8 μm，6号轴瓦X向振动降低至57.2 μm、Y向振动降低至62.6 μm。如图3所示，振动数据趋于期望值，说明通过对发电机转子进行现场动平衡，降低了机组的振动，机组的振动情况得到良好改善[4]。

5    结语

通过对振动采集数据的分析可知，发电机振动大的原因主要是发电机制造出厂时就存在质量不平衡。本文通过对转子加重配重，减小了轴瓦振动，使轴瓦振动值都稳定在合格范围内，保证了机组的安全稳定运行。

[参考文献]

[1] 施维新.汽轮发电机组振动及事故[M].北京：中国电力出版社，1998.

[2] 陈江，沙德生.火电厂设备精密点检及故障诊断案例分析[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 倪守龙，唐贵基，卢盛阳，等.某600 MW超临界汽轮发电机组振动故障分析与处理[J].汽轮机技术，2013，55（5）：385-387.

[4] 周礼泉.大功率汽轮机检修[M].北京：中国电力出版社，1997.

收稿日期：2021-07-01

作者简介：高宏福（1989—），男，山西朔州人，工程师，主要从事汽轮机设备技术管理工作。

黄太明（1978—），男，四川苍溪人，高级工程师，主要从事汽轮机设备技术管理工作。