发电机震动原因

#2 发电机振动原因分析及处理过程 来源：中国论文下载中心 09-07-06 15:06:00 编辑：凌月仙仙 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 1 2 3 4 5 6 7 8 数值（mm） 0.01 0.03 0 -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 #7 瓦 #8 瓦 端盖 名称 负荷 MW = = = 120 14 20 23 37 60 47瓦振 m 280 0 15 18 7 7 32 120 31 29轴振 m #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 , 轴振（m ） 瓦振（m） 负荷 MW #7 #8 #7 #8 330 65.5 54.3 68.2 112 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 3000 20m 以下 30m 以下 50m 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 0.00 4） 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 轴振（m ） 瓦振（m） 负荷 MW #7 #8 #7 #8 励磁机 0 17.9 42 18 26 60 3.3.2 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0.03mm 3.3.4 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 KH1-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