淺談越南中宋水電站機組動平衡試驗

唐雨

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

淺談越南中宋水電站機組動平衡試驗

唐雨

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

機組的振動和擺度會影響機組的長期穩定運行，動平衡試驗能夠較好的解決機組運轉產生的不平衡力，從而減小機組的振動和擺度。本文根據越南中宋水電站2號機組調試試驗數據，簡要分析其振動和擺度情況，對機組動平衡試驗過程進行了闡述。

越南中宋水電站；水輪發電機組；振動；擺度；配重

1 概述

越南中宋水電站是越南的大中型水電重點項目，在越南電網系統中占有重要地位，該電站共安裝4臺65MW混流式水輪發電機組。在轉子裝配過程中，由于磁極、磁軛等部件的質量偏差，以及磁軛疊片壓緊、打鍵等工藝上的誤差，都會造成轉子質量不平衡的問題。轉子質量不平衡是產生機械振動的主要原因，而動平衡試驗能夠較好的解決這一問題，同時對機組水力振動和電磁振動有一定的改善作用。動平衡試驗就是通過測量、分析機組振動和擺度數據，確定轉子不平衡力的方位和大小，通過配重來減小不平衡力的影響，它是改善機組運行狀況，保證機組長期穩定運行的重要手段。

2 機組的主要參數

越南中宋水電站65MW水輪發電機的主要參數見表1。

表1 越南中宋水電站65 MW水輪發電機的主要參數

3 試驗設備的布置

越南中宋水電站主機部分由東芝水電設備有限公司制造，機組振擺在線監測系統由北京華科同安提供，所以本次試驗的測試設備采用東芝提供的M05TH9310E經濟型現場動平衡儀和華科同安的振擺監測系統。現場動平衡儀放置在水車室內，在上機架上水平安裝A測振傳感器，在下機架上水平安裝B測振傳感器，鍵相傳感器安裝在水導油槽蓋板上，鍵相片粘在水輪機大軸上；華科同安振擺監測系統為永久設備，在上導軸承、下導軸承和水導軸承處安裝擺度傳感器，X方向和Y方向各一個；在上機架、下機架和頂蓋上安裝水平振動傳感器和垂直振動傳感器，其中水平振動傳感器在X方向和Y方向各一個，鍵相傳感器同樣安裝在水導油槽蓋板上。同一部位的傳感器要盡量安裝在同一水平面上，減少測量相位時的偏差。

4 動平衡試驗

越南中宋水電站2號機組動平衡試驗與機組有水調試試驗同時進行，根據本機組的特點，動平衡配重主要分為三個階段：第一階段是在機組過速前進行粗平衡，使振動值小于0．09mm；第二階段是在機組過速試驗后，根據轉子重量重新分布的情況進行精確配重；第三階段是機組帶負荷及甩負荷后，由于電磁力的影響，引起新的不平衡，對配重塊的重量和位置進行適當的調整。

4.1 機組過速試驗前振擺監測

2017年3月17日，中宋電站2號機組進行首次啟動試驗，啟動過程設置四個變轉速點，分別為額定轉速的25%、50%、75%和100%。試驗過程中，機組擺度監測數據如圖1所示。

2號機組額定轉速下振動監測數據如表2。

通過以上數據分析，下導軸承擺度偏大，但遠遠小于報警值320μm，振動峰值也遠遠小于0．09mm，機組運行狀況可以滿足后續的過速試驗，為提高機組調試工作效率，將試驗第一階段的粗平衡配重省略。

圖1 2號機組首次啟動擺度監測值

4.2 機組過速試驗后調整階段

2017年3月18日，2號機組空轉運行3小時后，各部軸承瓦溫度穩定，開始進行過速試驗。根據監控數據顯示，機組轉速達到額定轉速的155%時，飛擺動作，最高轉速至156．92%。過速試驗中，機組振擺監測數據如表3。

隨著調試工作的進行，2號機組開始空載帶勵磁運行，空載狀態下，機組振擺數據如表4。

由現場動平衡儀測得上機架相位φA為5°，下機架相位φB為18°，通過主機廠家對以上數據的分析計算，制定了第一次配重方案，即在轉子-Y方向配重 8．4kg。 我 部 人員根據到貨的配重塊，稱好重量后，安裝在計算位置（中宋電站的轉子支架上預留有配重塊安裝的螺孔）。配重完成后再次開機至空載狀態，機組的振擺情況如表5。

根據以上數據可以看出，配重后機組的振擺情況略有改善，能夠滿足運行要求，但下導的擺度還是偏大。試驗人員決定根據負荷試驗中機組的振擺狀況進行下一階段調整。

4.3 負荷試驗結束后的調整階段

2017年3月21日，2號機組并網，進行負荷試驗，分別帶、甩25%、50%、75%和100%負荷，觀察機組運行狀況，并記錄振擺監測數據。在甩負荷過程中，機組的振擺數據如表6所示。

表2 2號機組首次啟動振動監測值

表3 過速試驗中最高轉速時機組振擺監測值 μm

表4 空載狀態下機組振擺監測值 μm

表5 第一次配重后機組振擺監測值 μm

表6 2號機組甩負荷過程中振擺監測數據 μm

由于電磁力的影響，引起了新的不平衡。通過東芝、華科同安和水電八局等多家單位對振擺監測數據的分析和計算，確定了第二次配重方案，即在轉子-Y偏+X 30°方向配重23．8kg。我部人員拆除之前的配重塊，重新在計算位置進行配重，如圖2所示。

配重完成后，啟動2號機組至空載狀態，觀察機組振擺狀況。機組振擺監測數據如表7和圖3所示。

圖2 轉子配重示意圖

以上數據可以看出，此次配重后，下導擺度明顯改善，機組擺度值均小于150μm，振動值均小于40μm，達到優良指標，動平衡試驗完成。

圖3 第二次配重后機組擺度曲線圖

5 結語

通過此次動平衡試驗可以看出，影響試驗數據的因素很多，在進行相位分析和配重時，要綜合考慮，分清主次，逐步將配重效果達到最佳。越南中宋水電站2號機組在動平衡試驗后運行狀況良好，一次性通過72小時試運行和28天考核運行，投產發電至今，未出現任何機械故障。該試驗提升了機組的安裝調試質量，使機組達到了長期安全穩定運行的目的，并對同類型機組的安裝調試起到了借鑒作用。

表7 第二次配重后機組振擺監測值 μm

TV734

A

1671-0711（2017）10（上）-0095-03