某660 MW超超臨界發電機軸瓦振動分析及處理

高宏福 黃太明

摘要：針對某660 MW超超臨界汽輪發電機組發電機轉子5號軸瓦振動嚴重的問題，通過采集機組振動數據，分析了機組異常振動數據的振動特征，采用動平衡技術，在發電機轉子聯軸器上加裝配重塊，使5號軸瓦振動達到期望值，提高了機組運行的安全穩定性。

關鍵詞：660 MW超超臨界汽輪發電機組;軸瓦振動;動平衡

0 ? ?引言

隨著我國電力工業的快速發展，600 MW、1 000 MW等級大型汽輪發電機組大量投運，成為火力發電的主力機組。汽輪發電機組作為高參數、多跨度、大撓度高速旋轉機械，其運行環境相對惡劣、設備結構非常復雜，可能導致其發生故障的因素眾多，特別是近年來大量超臨界機組相繼投運，汽輪發電機組振動的不穩定異常時有發生。作為大型旋轉機械，轉子的振動故障80%以上是軸系的不平衡所引起的，所以轉子的現場動平衡問題成為目前研究的重點[1]。

1 ? ?機組概況

某電廠660 MW超超臨界燃煤發電機組工程汽輪機采用上海汽輪機廠生產，型號為NJK660-27/600/600的超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、間接空冷凝汽式汽輪機。發電機生產廠家是上海電機股份有限公司，型號為QFSN-660-2型，型式為水氫-氫冷卻，密封油系統采用單流環密封型式，發電機勵磁系統采用自并勵靜止勵磁系統。該機組軸系共有7個徑向軸承，其中1～4號軸承為汽輪機軸承，5～7號軸承為發電機軸承。

2 ? ?振動情況簡介

該機組由高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子以及發電機轉子和勵磁轉子組成。汽輪發電機組軸系結構如圖1所示。

機組自168 h投運以來，達到額定轉速后，發電機5號軸瓦存在振動偏大現象，X向最高達到87.2 μm，Y向最高達到121 μm，6號軸瓦Y向最高達到89.5 μm，如表1所示。

3 ? ?原因分析

為消除發電機組軸瓦振動問題，分別進行了兩次振動數據采集。如圖2所示，通過對機組軸瓦振動特征的分析，對比歷史數據與采集數據，發現5號、6號軸瓦振動較為平穩，主要以1x轉頻分量為主。可以說明，振動與轉子有關，既可能是轉子質量不平衡，也可能是轉子軸系彎曲或轉子與靜子之間存在動靜碰磨[2]。就地測量發電機端蓋振動及機殼振動，振動值都在正常范圍。通過長時間的觀察運行，其他軸瓦振動無增大趨勢，現場未發現異常聲音，可以排除軸系彎曲、動靜碰磨的可能，初步判斷轉子存在原始質量不平衡的缺陷。因此，決定對發電機轉子進行現場動平衡來消除機組的異常振動。

4 ? ?機組振動的處理措施及結果

4.1 ? ?現場動平衡加重措施

通過查閱發電機設計圖紙，發電機聯軸器設計預留20×18（=360°）配重絲孔。根據諧分量法的基本原理，轉子振動的分解只能分為對稱分量，即機組發電機轉子的不平衡振動主要表現為一階不平衡分量的形式[3]。所以通過對發電機轉子進行同相加重來消除5號軸瓦異常振動。汽輪發電機的轉向為從汽輪機側看向發電機側順時針方向，經分析計算，以鍵相為起點逆時針旋轉，在發電機聯軸器配重孔上分別加重量580 g/90°和220 g/70°。

4.2 ? ?機組振動的處理結果

對發電機轉子進行加重后，該機組5號軸瓦X向振動降低至81.2 μm、Y向振動降低至95.8 μm，6號軸瓦X向振動降低至57.2 μm、Y向振動降低至62.6 μm。如圖3所示，振動數據趨于期望值，說明通過對發電機轉子進行現場動平衡，降低了機組的振動，機組的振動情況得到良好改善[4]。

5 ? ?結語

通過對振動采集數據的分析可知，發電機振動大的原因主要是發電機制造出廠時就存在質量不平衡。本文通過對轉子加重配重，減小了軸瓦振動，使軸瓦振動值都穩定在合格范圍內，保證了機組的安全穩定運行。

[參考文獻]

[1] 施維新.汽輪發電機組振動及事故[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2] 陳江，沙德生.火電廠設備精密點檢及故障診斷案例分析[M].北京：中國電力出版社，2010.

[3] 倪守龍，唐貴基，盧盛陽，等.某600 MW超臨界汽輪發電機組振動故障分析與處理[J].汽輪機技術，2013，55（5）：385-387.

[4] 周禮泉.大功率汽輪機檢修[M].北京：中國電力出版社，1997.

收稿日期：2021-07-01

作者簡介：高宏福（1989—），男，山西朔州人，工程師，主要從事汽輪機設備技術管理工作。

黃太明（1978—），男，四川蒼溪人，高級工程師，主要從事汽輪機設備技術管理工作。