某660MW超超临界发电机轴瓦振动分析及处理

引言

随着我国电力工业的快速发展,600Mw、1000Mw等级大型汽轮发电机组大量投运,成为火力发电的主力机组。汽轮发电机组作为高参数、多跨度、大挠度高速旋转机械,其运行环境相对恶劣、设备结构非常复杂,可能导致其发生故障的因素众多,特别是近年来大量超临界机组相继投运,汽轮发电机组振动的不稳定异常时有发生。作为大型旋转机械,转子的振动故障80%以上是轴系的不平衡所引起的,所以转子的现场动平衡问题成为目前研究的重点。

1机组概况

某电厂660Mw超超临界燃煤发电机组工程汽轮机采用上海汽轮机厂生产,型号为NJK660-27/600/600的超超临界、一次中间再热、单轴、三缸两排汽、间接空冷凝汽式汽轮机。发电机生产厂家是上海电机股份有限公司,型号为0FsN-660-2型,型式为水氢-氢冷却,密封油系统采用单流环密封型式,发电机励磁系统采用自并励静止励磁系统。该机组轴系共有7个径向轴承,其中1～4号轴承为汽轮机轴承,5～7号轴承为发电机轴承。

2振动情况简介

该机组由高压转子、中压转子、低压转子以及发电机转子和励磁转子组成。汽轮发电机组轴系结构如图1所示。

机组自168h投运以来,达到额定转速后,发电机5号轴瓦存在振动偏大现象,x向最高达到87.2um,Y向最高达到121um,6号轴瓦Y向最高达到89.5um,如表1所示。

3原因分析

为消除发电机组轴瓦振动问题,分别进行了两次振动数据采集。如图2所示,通过对机组轴瓦振动特征的分析,对比历史数据与采集数据,发现5号、6号轴瓦振动较为平稳,主要以1x转频分量为主。可以说明,振动与转子有关,既可能是转子质量不平衡,也可能是转子轴系弯曲或转子与静子之间存在动静碰磨。就地测量发电机端盖振动及机壳振动,振动值都在正常范围。通过长时间的观察运行,其他轴瓦振动无增大趋势,现场未发现异常声音,可以排除轴系弯曲、动静碰磨的可能,初步判断转子存在原始质量不平衡的缺陷。因此,决定对发电机转子进行现场动平衡来消除机组的异常振动。

4机组振动的处理措施及结果

4.1现场动平衡加重措施

通过查阅发电机设计图纸,发电机联轴器设计预留20×18(=360°）配重丝孔。根据谐分量法的基本原理,转子振动的分解只能分为对称分量,即机组发电机转子的不平衡振动主要表现为一阶不平衡分量的形式[3]。所以通过对发电机转子进行同相加重来消除5号轴瓦异常振动。汽轮发电机的转向为从汽轮机侧看向发电机侧顺时针方向,经分析计算,以键相为起点逆时针旋转,在发电机联轴器配重孔上分别加重量580g/90°和220g/70°。

4.2机组振动的处理结果

对发电机转子进行加重后,该机组5号轴瓦x向振动降低至81.2μm、Y向振动降低至95.8μm,6号轴瓦x向振动降低至57.2μm、Y向振动降低至62.6μm。如图3所示,振动数据趋于期望值,说明通过对发电机转子进行现场动平衡,降低了机组的振动,机组的振动情况得到良好改善。

5结语

通过对振动采集数据的分析可知,发电机振动大的原因主要是发电机制造出厂时就存在质量不平衡。本文通过对转子加重配重,减小了轴瓦振动,使轴瓦振动值都稳定在合格范围内,保证了机组的安全稳定运行。