劉建偉

【摘 要】河源電廠2號機(jī)組系由哈爾濱汽輪機(jī)廠與日本三菱公司聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)的超超臨界600MW汽輪機(jī)，型號為CLN600-25/600/600。機(jī)組設(shè)有一個高中壓缸和一個低壓缸，及發(fā)電機(jī)和集電環(huán)，共7個軸承，汽輪機(jī)軸承座采用落地結(jié)構(gòu)，軸瓦均采用可傾瓦結(jié)構(gòu)。機(jī)組在7.5m平臺氫氣干燥器周圍振動達(dá)76微米，導(dǎo)致氫氣干燥器管道振裂多次，同時發(fā)電機(jī)振動較歷史數(shù)據(jù)略有增加，為分析問題，對7.5m和15m平臺進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)振動主要為工頻分量，附近的管道振動也是以工頻分量為主，平臺振動的主要頻率為50Hz，說明激振源來自機(jī)組。本文為處理平臺振動進(jìn)行了相關(guān)的試驗。

【關(guān)鍵詞】振動測量；試驗；分析；處理

1 試驗?zāi)康?/p>

（1）在測試振動隨負(fù)荷、無功的變化，驗證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子對振動的影響；

（2）調(diào)整除氧器水位調(diào)節(jié)門管道對7.5m平臺的負(fù)載：試驗?zāi)康氖球炞C管道振動對平臺振動的影響；

（3）松發(fā)電機(jī)6瓦右側(cè)地腳螺栓：試驗?zāi)康氖茄芯堪l(fā)電機(jī)地腳螺栓的緊力是否影響發(fā)電機(jī)膨脹，導(dǎo)致傳遞到臺板的振動加?。?/p>

（4）在7.5m加配重塊：通過改變平臺的重量來改變其固有頻率，以求避開共振區(qū)。

2 振動測量系統(tǒng)

2號機(jī)組我廠TSI系統(tǒng)為Bently 3500，在1～7號軸承附近設(shè)置了互為垂直安裝（X為45L，Y為45R，鍵相垂直）的渦流傳感器測量軸頸處的相對軸振，并將數(shù)據(jù)傳至創(chuàng)為時地在線檢測系統(tǒng)對振動進(jìn)行實時顯示。對本次測試在15米平臺及7.5m平臺安裝Bently9200型速度傳感器，與TSI緩沖輸出的振動送入Bently 208P DAIU型數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)行采集和分析。

3 振動試驗情況

3.1 帶負(fù)荷和空負(fù)荷及之間的關(guān)系

原始振動（500MW）

對比表2空載振動數(shù)據(jù)，發(fā)電機(jī)5、6號軸振在帶負(fù)荷后振動明顯增加，主要增加為工頻分量。

3.2 調(diào)整除氧器水位調(diào)節(jié)門管道對7.5m平臺的負(fù)載

2010年4月13日上午11：00，利用行車吊除氧器水位調(diào)節(jié)門管道，由于起吊部位不容易操作吊車力最大到4.5噸，測試過程發(fā)現(xiàn)7.5米平臺僅有幾個微米的振動變化。

3.3 松發(fā)電機(jī)6瓦右側(cè)地腳螺栓

2010年4月13日下午16：00，逐步松開發(fā)電機(jī)6瓦右側(cè)三個地腳螺栓，松螺栓過程發(fā)現(xiàn)螺栓緊力不大，松開后7.5m平臺振動未見改善。

3.4 發(fā)電機(jī)振動與7.5m平臺振動關(guān)聯(lián)性試驗

從2010年4月11日至14日的連續(xù)監(jiān)測過程發(fā)現(xiàn)，7.5m平臺振動與發(fā)電機(jī)振動存在明顯的關(guān)聯(lián)性，變化趨勢保持一致，當(dāng)負(fù)荷低時，發(fā)電機(jī)振動較低，7.5m與15m振動均隨之下降。7.5m平臺最低降至71微米。

3.5 在7.5m加配重塊

2010年4月14日在7.5m振動最大的部位加兩塊1200mm*850mm *260mm的配重塊，行車顯示每塊重量約800kg。加配重塊后，7.5m振動降至63微米，組織16個檢修人員站在配重塊上增加質(zhì)量，振動降至56微米。

河源電廠2#發(fā)電機(jī)（600MW）運行中轉(zhuǎn)子出現(xiàn)異常振動，且振動幅值逐漸上升。從DCS上觀察轉(zhuǎn)子振動（5#和6#軸振）跟勵磁電流等數(shù)據(jù)曲線，轉(zhuǎn)子振動（5X、5Y、6X和6Y）與勵磁電流之間存在著明顯的正相關(guān)性。因此，懷疑2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在匝間短路故障。

4 振動分析

對2號機(jī)組及平臺振動分析如下：

（1）平臺振動與發(fā)電機(jī)軸振關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，趨勢一致；

（2）在7.5m加配重塊后振動下降20微米，說明改變質(zhì)量后可以輕微避開共振峰值；

（3）發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷和空負(fù)荷之間及無功變化時對振動影響較大，且主要為工頻。因此，懷疑2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在匝間短路故障。

5 后續(xù)處理

后來電廠將2#發(fā)電機(jī)停下來，在未抽轉(zhuǎn)子的情況下，對轉(zhuǎn)子進(jìn)行了靜態(tài)下的轉(zhuǎn)子匝間短路故障檢測，主要進(jìn)行了轉(zhuǎn)子繞組的電壓分布試驗。對轉(zhuǎn)子繞組施加交流電壓98.8V，各個線圈底匝線棒的電壓測量結(jié)果如表3所示。

從表3中數(shù)據(jù)可見，轉(zhuǎn)子的兩極繞組電壓分布情況良好，未見有明顯的不對稱現(xiàn)象。

將表3中的極1和極2的電壓差數(shù)據(jù)以曲線的形式繪出，以便觀察、比較兩者之間的關(guān)系。

從表3中的數(shù)據(jù)可以看出，2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)下，其兩極各對應(yīng)線圈之間的對稱性好。因此，從靜態(tài)下的試驗結(jié)果分析，判斷2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在靜態(tài)下不存在匝間短路故障。

顯然，2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動態(tài)下與靜態(tài)下的匝間短路診斷結(jié)果發(fā)生了矛盾。面對這樣一個矛盾的局面，參與分析的技術(shù)專家們在認(rèn)真分析了轉(zhuǎn)子在兩種狀態(tài)下的受力情況后，堅持認(rèn)為轉(zhuǎn)子繞組存在著不穩(wěn)定的、動態(tài)的匝間短路故障，當(dāng)轉(zhuǎn)子停下來后，由于動態(tài)時的應(yīng)力消失，繞組會發(fā)生一定的位移，因此，很可能造成短路點隨著繞組位移的變化而消失。

隨后，轉(zhuǎn)子返廠進(jìn)行處理。解體處理中，未發(fā)現(xiàn)明顯的匝間短路故障點。但發(fā)現(xiàn)個別繞組有一定的位移現(xiàn)象，個別匝間絕緣墊條有錯位現(xiàn)象，另外還有個別的絕緣墊條的邊沿也有磨損現(xiàn)象，均為可疑點。后來電廠的建議下，堅持對轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行了徹底處理。轉(zhuǎn)子處理完畢返廠回裝入發(fā)電機(jī)定子膛內(nèi)，啟機(jī)運行后，轉(zhuǎn)子的異常振動現(xiàn)象就消除了。從DCS上看，轉(zhuǎn)子振動也不再跟隨勵磁電流的變化而變化，它們之間的相關(guān)性也消失了。

在大修前的振動測試中發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)振動隨負(fù)荷和無功變化明顯，說明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在一定的熱不平衡量，懷疑有匝間短路故障，返廠檢修未發(fā)現(xiàn)明顯短路點，但個別部件松動，對轉(zhuǎn)子重新裝配。

返廠后2012年7月23日晚23：00，機(jī)組首次修后啟動，各軸瓦振動均在優(yōu)秀范圍內(nèi)，7.5m平臺振動在15微米以下，符合安全要求。

6 結(jié)論

通過以上試驗及處理說明：轉(zhuǎn)子裝配質(zhì)量問題是導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形的重要原因，轉(zhuǎn)子變形將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和定子間偏心的變化，導(dǎo)致定子振動增加，振動通過汽機(jī)平臺、立柱的傳遞也導(dǎo)致7.5m平臺振動。

【參考文獻(xiàn)】

[1]范鑫，秦建明，李明，等.超臨界600MW汽輪機(jī)運行方式的優(yōu)化研究[J].動力工程學(xué)報，2012（05）.

[責(zé)任編輯：湯靜]