135MW發電機共箱母線箱殼振動分析與減振處理

鄭東瑜　唐群偉

摘 要： 對發電機共箱母線箱殼振動測量與結構特征分析，現場采用發電機外殼加固和共箱母線箱殼改造的措施，有效地抑制了發電機外殼和共箱母線箱殼的過大振動。

關鍵詞： 發電機；共箱母線；殼振動

無錫藍天燃機熱電有限公司安裝了南汽2×135MW燃氣輪發電機組，其中一臺投產后不久，發電機共箱母線箱殼和發電機兩側風道區域有明顯振感，經檢測，查出振源是由于發電機兩側風道區域喘振傳導至共箱母線箱殼導致。對箱體的底部加裝一組支撐架、對風道區域焊加強筋，振動有所好轉，但是仍比另一臺發電機共箱母線箱殼振動強烈。至2017年初，風道區域最大振動886um，共箱母線箱殼最大振動達到683um，共箱母線箱殼多處出現開裂現象。成為一個迫切需要解決的設備難題。

1、設備概況

該機組型號：QFR-135-2，空冷燃氣輪發電機，視在功率158.8MVA，電壓13.8KV，電流6645A，定子繞組Y接線方式，由南京汽輪電機有限公司制造。

共箱母線型號：ENR-FXG-13.8 KV：額定電壓13.8KV，額定電流10000A，全連自冷，由江蘇華強電力設備有限公司制造。

共箱母線箱有兩段，分別通過法蘭連接在發電機本體和出線箱、發電機本體和中性點箱之間。詳見圖1

2、測量分析

2017年01～03月，結合機組運行和啟停，使用測振儀采集了發電機空載、滿負荷、空轉等多種工況下的發電機與共箱母線箱殼振動信號數據20組，振動采樣點詳見圖2，圖3、圖4。

（1）發電機的軸瓦、定子端蓋、發電機本體中部等處均正常。

（2）發電機定子外殼振動主要集中在發電機冷卻風道區域，最大振動值886um。

（3）共箱母線箱殼采用2mm厚304不銹鋼，和發電機外殼之間靠法蘭和螺栓硬連接，共箱母線箱殼振動最大值683um，箱殼局部出現開裂現象。

（4）比較機組定速空轉與帶負荷的振動狀態，發電機本體有顯著的熱變形，增加了外殼振動增加和共箱母線箱殼振動，給安全生產帶來很大危害。

3、措施與方案

經過和南汽廠技術人員一起分析，發電機風道和共箱母線箱殼振動大的原因是：發電機風道處鋼板受熱不平衡影響、共箱母線箱殼結構薄弱是導致振動大的主要原因。現場的對策：一是采用加固發電機風道鋼板強度，二是更換原破裂的共箱母線箱殼，與發電機本體之間做軟連接，用10號槽鋼制作骨架支撐共箱母線箱殼的總量。用降低振動擾動力的方法消除振動。

2017年03月26日，對發電機共箱母線箱殼進行了更換，發電機外殼加強、共箱母線箱殼支撐。

2017年03月27日，對發電機共箱母線箱殼和發電機本體間采用耐高溫氟橡膠皮軟連接。詳情見圖5

4、創新和亮點

在檢查設備結構特性剛度和振動分析的基礎上進行對癥診斷，采用降低振源擾動力措施，盡管發電機仍存在熱不平衡的振動特性，但是在共箱母線箱殼和發電機外殼間創新地應用耐高溫氟橡膠作為軟連接，有效阻隔了發電機外殼振動對共箱母線箱殼的傳遞。

電機空載與滿負荷時共箱母線箱殼振動值不足86um，效果明顯。

整個發電機系統結構的安全裕度均有提高，解決了長期困擾機組運行的一個疑難問題。