#2发电机振动原因分析及处理过程

[摘 要]   针对法国阿尔斯通公司330MW机组发电机振动问题进行分析，将振动处理的经过进行论述，找出造成振动的主要原因，供分析同类型问题时做为参考。
[关键词]   发电机     振动      处
1  #2发电机振动产生经过     蒙达公司#2发电机组系北重-阿尔斯通公司生产的T255-460型，该机组采用自激式旋转二极管无刷励磁系统，冷却方式为水-氢-氢。#2发电机组于2003年3月份进行了投产后的首次标准性大修，修前未发现机组有任何异常状况。在4月30日机组启动并网后各运行参数正常。第二天巡视发现励磁机端盖垂直振动值达0.14mm。已经严重超出了振动监督的合格范围，随即停机进行了检查处理。以下详细介绍处理经过及原因分析。2  前两次处理经过及原因分析2.1  2003年5月1日停机后，根据出现振动的部位分析，主要集中在励磁机本体处。而且励磁机的电枢是悬挂在发电机转子端部，造成振动的可能性极大。励磁机解体后检查未发现安装有异常情况，重新校核联轴节的螺栓力矩为1470N.m，励磁机电枢外圆端部摆度测试值如表1     表1 励磁机电枢外圆端部摆度数值对应点12345678数值（mm）0.010.030-0.04-0.06-0.03-0.03-0.01两对称点的代数差均小于0.08mm（标准），说明该点的安装质量符合要求。励磁机装复后冲车至3000r/min，励磁机端盖垂直振动值达0.22mm。根据振动情况可以看出励磁机检查未出效果。随后邀请西安热工研究所专家来厂协助诊断，为了尽快消除振动，对励磁机电枢端部平衡块进行了配重试验，通过3次增减电枢端部平衡块，使得振动消除发电机#7、#8瓦处的轴振和瓦振明显降低，于2003年5月14日，并网带负荷运行，启动后振动测试数据如表2表2 首次带负荷的振动测试值名称负荷MW#7瓦        #8瓦端盖⊥=⊥=⊥=瓦振μm120142023376047280015187732轴振μm12031292801914#2机组启动后，经有关专家和蒙达公司专业人员共同分析，一致认为造成发电机振动的主要原因为1）发电机和励磁机内部存在碰磨，集中表现在励磁机电枢部位；2）汽轮发电机组存在膨胀不均匀和热变形。2.2  #2机大修后从5月14日启动后运行至7月份，发电机振动未发现异常情况。当进入夏季高温时，发电机的冷、热氢温度提高大约15℃，此时发电机的振动发生了明显的变化，2003年10月14日测试振动的结果如表3      表3  机组运行5个月后的振动测试值 , 负荷MW轴振（μm ）       瓦振（μm）#7#8#7#833065.554.368.2112对运行中振动跟踪结果进行分析，得出以下结论1）  发电机内氢气温度对励磁机振动的影响特别敏感，振动大小随着氢气温度的变化而变化2）机组无功负荷的变化，对励磁机振动的影响也较大。#2机组的无功负荷一般只保持在30Mvar左右，无功负荷升高后励磁机的振动明显增大。运行一段时间后，励磁机的外部振动再次达到0.11mm左右。根据现场的实际情况，于2004年3月16日停机小修，再次对励磁机振动进行处理。励磁机揭盖检查后在其端部增加平衡块75g，发电机#7、#8振动分别降至0.012mm至0.016mm，通过配重后调整氢气温度和无功负荷，运行不久以后励磁机部位的振动值又上升到了0.13mm，发电机组在振动超标的情况下维持运行。3  #2机组B级检修中对励磁机振动的分析及处理3.1振动影响着整个汽轮发电机的安全可靠运行，而且超过允许值的振动将带来许多危害,大致可以分析为以下几个方面：1）引起动、静部分磨擦，并且加速这些部件的磨损，产生偏磨。2）使某些部件产生过大的动应力、导致疲劳损坏，其中以轴瓦钨金碎裂及烧损轴瓦居多。3）使汽封、油封间隙加大而降低机组热效率。4）引起某些坚固件的断裂和松脱，如轴承座地脚螺栓断裂、松动。5）使定子铁芯叠片或定子绕组绝缘损坏引起短路根据水电部对3000r/min的汽轮发电机的轴承振动幅值的规定如表4：按这一标准规定判断，#2励磁机的振动处在不合格的范围内，这将对发电机组的运行造成极其严重的危害，所以，必须停机进行振动处理。表4 汽轮发电机的轴承振动标准转速（r/min）优良合格300020μm以下30μm以下50μm以下3-2          前次大修中发电机存在并处理的异常情况1）      发电机#7瓦轴颈处有3道划痕，其中最严重的一处宽4mm，深2.5mm，对该划痕进行了微弧焊处理，并更换#7瓦。2）      汽轮机的高、中压缸前后轴封及隔板汽封有磨损，对磨损严重的汽封进行更换，整个通流部分间隙调整在标准范围内。3）      低、发中心高低偏差0.75mm，对发电机两侧基础进行的调整，使中心高、低差达到标准要求0.04mm，左右0.004）      励磁机电枢与发电机转子连接的剪切销钉中有一个犯卡，通过检修现场的手段未能拔出，原位进行了回装。5）      经试验检测出有3个旋转二极管反向耐压超标，用天平称重后保证质量不变的情况下进行更换,避免由于质量不平衡造成振动。根据上次大修中发电机存在以及处理的问题，分析了造成机组振动的原因，决定利用#2机组B级检修的机会对发电机进行解体检修，对机组的振动问题做一次彻底处理。3-3          B级检修中对发电机振动的处理经过发电机长期在振动超标的情况下运行，造成的危害是显而易见的，这样下去对机组安全稳定造成极大的危害。北方联合电力公司会同北京汽轮电机有限公司的相关专业人员，组织召开了#2机组处理振动的专题会议，决定进行发电机解体检查,并且对转子返厂做动平衡试验。3.3.1停机前做发电机空载无励磁状态下的振动测试，结果如表5：    表5  2005年大修前空载测试振动负荷MW轴振（μm ）       瓦振（μm）#7#8#7#8     励磁机017.9421826        603.3.2转子匝间短路故障录波未发现异常3.3.3发电机解体后检查处理的项目及内容1）发电机转子返厂，进行了转子单独以及转子与电枢一体的动平衡测试，动平试验完全合格。2）转子回装前的绝缘电阻，直流电阻及交流阻抗测试合格。3）对#7瓦轴颈处微弧焊处理的划痕进行检测，发现其中一处高出0.14mm，经过研磨后使轴颈光滑并达到一致4)#7轴承下瓦钨金局部受损，将#7轴承更换为原始安装时所用的轴承，并对轴承球面进行刮研，使得接触合格。5）励磁机电枢与转子连接的剪切销钉间隙稍大，所有销钉重新制作并更换。6）发电机定子绕组端部振型模态试验及引出线的固有频率测试均合格7）冷却器内部固定螺栓检查，紧固状态良好8）发电机定子调整垫片原为多个铁皮垫叠加，本次检修全部更换为不锈钢垫片，而且每处不超出三片，沿发电机纵向呈阶梯状布置，左右厚度完全相同。9）  发电机与低压转子重新调中心，二者圆周差<0.005mm，端面差<0.005mm，对轮连接后调整其同心度<0.03mm3.3.4运行中转子匝间短路故障录波未发现异常3.3.5励磁机安装的关键点    #2发电机组的励磁机是旋转无刷励磁系统，励磁机悬挂在发电机的转子端部，励磁机电枢对发电机的振动影响特别大，所以励磁机安装过程中有以下一些工序应严格要求；1）电枢安装如图1所示，d和d1直径尺寸差值（即间隙）应≥0.6mm，若<0.6mm，应修整导杆绝缘层外圆（d）

2）  电枢安装后慢转动转子，用百分表检查图2中A、B、C、C、D、E、F各部位的外圆跳动偏差，C点部位外圆跳动两对标称点的代数差应≤0.20mm，间隙K≤H1-H。将各组数据调整在合格范围.。



3）励磁机电枢的安装。检查电枢所带的平衡块一定要紧固，轴销与销孔只有0.01mm的间隙，否则会造成安装困难或晃度过大。4）转子接地检测装置回装时，要将发射器底座边缘与止口配合好，避免发射器装偏，引发励磁机的摆动。4、结论     引起汽轮发电机组振动的原因有很多，主要有电磁和机械方面。发现振动超标后一定要仔细判别振动原因。4.1为了确定是否属于电磁方面的原因，首先应观察三相电流是否平衡，如不平衡则产生100HZ的振动；其次，再保持负荷值一定，在较大范围改变励磁电流，观察励磁电流对振动的影响，如果随其变化，振动也急剧变化，就表明振动原因是转子绕组存在匝间短路。4.2为了确定是否属于机械方面的原因，可保持励磁电流一定，若振动随着有功负荷变化，则表明振动是由于机械原因引起的，通常应在汽轮机上或在汽轮机与发电机联轴部位上寻找原因，如果振动值较大，而且不随励磁电流或负荷的变化而变，这种现象也属于机械原因引起。转子旋转产生的机械振动。主要表现为50HZ和100HZ两个频率；50HZ的振动主要由转子不平衡引起，并通过轴承、端盖伟给机座，减小的办法就是提高转子大齿和小齿两个方向的刚度不同引起的4.3机组检修后的安装，一定要严格按照质量标准和工艺要求进行，技术数据调整在合格的范围内，尽量避免由于安装、调试的质量原因而造成振动，使发电机组在优良振动的条件下稳定运行。

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