摘要：某電廠630MW發(fā)電機增容改造后，運行過程中發(fā)電機氫冷器及附屬管道振動大，現(xiàn)場測試振動最大400μm，振動以50Hz工頻為主?，F(xiàn)場對發(fā)電機升速及帶負荷進行了振動測試，分析認為發(fā)電機氫冷器振動大產(chǎn)生原因是結(jié)構(gòu)振動導致。針對結(jié)構(gòu)共振提出對氫冷器進行發(fā)電機底載重新調(diào)整，改變結(jié)構(gòu)剛度避開共振區(qū)的方法可作為同類型的故障診斷提供參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機;氫冷器;共振

引言

現(xiàn)代汽輪機技術(shù)不斷發(fā)展，采用大容量、高參數(shù)、高效率的機組發(fā)電汽耗和熱耗不斷降低，經(jīng)濟性不斷提高，機組設(shè)備和結(jié)構(gòu)復雜性大大提高，增加了機組的故障率和危害性。近幾年來，國內(nèi)外對汽輪發(fā)電機組軸系振動的研究主要集中在結(jié)構(gòu)共振、漸進式彎曲振動治理等方面。由于多種故障具有相似性，在處理過程中往往多走彎路造成不必要的損失[1-2]。

本文對某廠發(fā)電機氫冷器及附屬管道振動大現(xiàn)象進行故障診斷，結(jié)合頻譜分析、運行參數(shù)以及現(xiàn)場試驗等綜合特征提取，對發(fā)電機氫冷器振動進行了有效的診斷分析，提出相應(yīng)的處理建議。

1機組概況

機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司制造的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、高中壓合缸、凝汽式汽輪機，型號是CLN630-24.2/566/566。發(fā)電機生產(chǎn)廠家哈爾濱電氣集團有限公司。

機組軸系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2振動測試與分析

機組增容改造后沖轉(zhuǎn)定速3000r/min，空負荷狀態(tài)下發(fā)電機7Y軸振達140μm，超過燃煤火力發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)控規(guī)程規(guī)定的120μm報警值，發(fā)電機8Y軸振達111μm，勵磁小軸9X軸振105μm，接近報警值。機組打閘停機進行動平衡處理，在6、7瓦之間對輪處加重650g/230°，在勵發(fā)對輪加重630g/175°。

動平衡加重后，7Y振動由140μm降至79μm，8Y振動由111μm降至74μm，9X振動由105μm降至88μm。就地測量發(fā)電機兩端7、8瓦瓦振水平方向達90μm。隨后機組進行超速試驗，機組轉(zhuǎn)速從3000r/min升速過程中7瓦8瓦軸振瓦振隨著轉(zhuǎn)速的上升而下降，3000r/min附近出現(xiàn)峰值，如圖3所示。

為了降低發(fā)電機兩端瓦振，現(xiàn)場在發(fā)電機頂部加4噸左右沙袋，加沙袋后7、8瓦瓦振水平方向均由90μm降至47μm左右，垂直方向均由62μm降至28μm左右。機組在網(wǎng)運行最大帶負荷至550MW時，發(fā)電機7、8瓦軸振最大97μm，瓦振最大50μm，勵磁小軸9瓦軸振最大107μm。

機組運行過程中測試發(fā)現(xiàn)發(fā)電機氫氣泄露量超過運行需求，機組打閘停機進行漏點排查，同時對2號機振動進行第二次動平衡處理。

發(fā)電機漏氫處理完畢，第二次動平衡在勵磁小軸加重100g/340°后，機組順利定速3000r/min，發(fā)電機兩端7Y、8Y最大軸振由97μm降至57μm，就地測量7、8瓦瓦振最大63μm，勵磁小軸9瓦軸振由107μm降至68μm。發(fā)電機兩端7瓦8瓦沖轉(zhuǎn)波德圖如圖3圖4所示。

本次增容改造發(fā)電機定子底載進行了全面調(diào)整，由于機組的容量變大，為滿足氫氣冷卻量，本次改造更換了大容量的氫冷器。結(jié)果表明，發(fā)電機兩端的振動是由于氫冷器在3000r/min發(fā)生共振導致。根據(jù)轉(zhuǎn)子動力學理論，改變物體的固有頻率需改變物體的質(zhì)量或者剛度，因此，通過調(diào)整發(fā)電機定子底載可改變結(jié)構(gòu)剛度，避開共振區(qū)。

3.總結(jié)

針對2號機就地測量發(fā)電機兩端7瓦8瓦水平方向振動超標以及氫冷器本體振動大問題，結(jié)合本次改造更換了大容量氫冷器以及定子底載分布重新調(diào)整的情況，分析認為是發(fā)電機底載分配不均造成剛度不足以及3000r/min附近出現(xiàn)發(fā)電機結(jié)構(gòu)部件共振導致[3]。建議如下：

1.短時停機可以動平衡加重處理降低7瓦基礎(chǔ)振動幅值，長時停機重點檢查地腳，制造廠做載荷分配試驗，檢查軸瓦等。

2.發(fā)電機地腳螺栓緊固會改變中心，振動穩(wěn)定時不建議緊固，可作為振動惡化后的考慮方案。

3.對于氫氣冷卻器附屬管路振動方案，建議運行調(diào)整水流量，同時增加管路、增加支架。

4.利用停機機會檢查氫冷器及外殼固有頻率，焊縫問題、墊片老化、螺栓松動都會引起連接剛度變化。

參考文獻：

[1]何國安，張學延，張衛(wèi)軍等.汽輪發(fā)電機組軸系振動研究進展及趨勢.熱力發(fā)電，2016;45（11）：1—4

[2]徐賓剛，屈梁生，溫廣瑞.柔性彎曲轉(zhuǎn)子的特征識別與診斷.西安交通大學學報，2001;03：288—291

[3]付超.汽輪機轉(zhuǎn)子不平衡的診斷及原理.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016;（4）：110，149

作者簡介：李敬豪，男，1992年4月，漢，安徽省淮南市，碩士，中級工程師，研究方向：故障診斷。