1000 mw超超临界机组发电机调试期间振动问题的分析及处理
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ｂｒｕｓｈ ａｎｄ ｔａｋｉｎｇ ｈｅａｔ ｂａｌａｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔ
ｍｅｎｔ ｏｎ ｕｎｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ．
第４１ 卷第１２ 期 年 月 ２０１９ １２
华电技术
Ｈｕａｄｉａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ． ４１ Ｎｏ． １２ Ｄｅｃ． ２０１９
： ＤＯＩ １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １６７４ － １９５１． ２０１９． １２． ００８
１ ０００ ＭＷ 超超临界机组发电机调试期间 振动问题的分析及处理
： ； ； ； ； Ｋｅｙｗｏｒｄｓ １ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｕｂｃｒｉｔｉｃａｌ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｆａｌｓｅ ｖａｌｕｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｌ ； ； ａｎｃｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｂｒｕｓｈ
１
设备概况
＃１ 机组采用上海汽轮机有限公司设计制造的
； 收稿日期：２０１９ － ０５ － ０７ 修回日期：２０１９ － １１ － １０
Ｃ１０００ － ２８ ／ ０． ４ ／ ６００ ／ ６１０ 型超超临界压力、一次中
基金项目：国家科技支撑计划资助项目（２０１５ＢＡＡ０３Ｂ） 间再热、单轴、四缸四排汽、双背压凝汽式汽轮机，发
摘 要：某１０００ ＭＷ 超超临界汽轮发电机组在调试期间，出现发电机低转速下转轴振动大、带负荷时发生轴振突 跳及热弯曲等振动故障。结合发电机结构、升速过程伯德图、轴振突跳时的时域波形、转子发生热弯曲前后的工 频幅值／ 相位变化情况进行分析，判断振动故障原因为发电机转子存在副临界转速，＃６，＃７ 轴承轴振存在虚假值 且带负荷过程中发电机转子发生热弯曲。现场通过提高机组转速、调整转子与碳刷的接触面积及热平衡方法，消 除了发电组振动故障。该方法对同类型机组类似的振动故障诊断和处理具有一定借鉴意义。 关键词：１０００ ＭＷ 机组；振动故障诊断；发电机副临界；虚假值；动平衡；热弯曲；碳刷 中图分类号：ＴＫ ２６７ 文献标志码：Ａ 文章编号： （ ） １６７４ － １９５１ ２０１９ １２ － ００４１ － ０５ ： ， Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ａ １ ０００ ＭＷ ｕｌｔｒａ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｕｒｂｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｅｔ ｄｕｒｉｎｇ ｉｔｓ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌａｒｇｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｔ ｌｏｗ ｓｐｅｅｄ ｓｕｄｄｅｎ ａｘｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｊｕｍｐ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｌｏａｄｉｎｇ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙ ， ， ｓｉｓ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｂｏｄｅ ｄｉａｇｒａｍ ｄｕｒｉｎｇ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｆ ｓｕｄｄｅｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｊｕｍｐ ｏｆ ， ， ｒｏｔｏｒ ｓｈａｆｔ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ／ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ａｔ ｐｏｗｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｒｏｔｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｉｔ ｉｓ ｊｕｄｇｅｄ ｔｈａｔ ， ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ａｂｎｏｒｍａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｒｅ ｔｈｅ ｓｕｂｃｒｉｔｉｃａｌ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｒｏｔｏｒ ｆａｌｓｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｎｏ． ６ ａｎｄ Ｎｏ． ７ ｂｅａｒ ， ｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｒｏｔｏｒ ｄｕｒｉｎｇ ｌｏａｄｉｎｇ． Ａｂｎｏｒｍａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｕｎｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｅ ， ｌｉｍｉｎａｔｅｄ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｕｎｉｔ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｒｅａ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｏｔｏｒ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ
ＶｉｂｒａｔБайду номын сангаасｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａ １ ０００ ＭＷ ｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｕｎｉｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ
冯坤
ＦＥＮＧ Ｋｕｎ
（国家电投集团河南电力有限公司技术信息中心，郑州 ４５００００） （ ， ， ， ） ＳＰＩＣ Ｈｅｎａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｚｈｅｎｚｈｏｕ ４５００００ Ｃｈｉｎａ
０ 引言
在处理其振动故障时，每次开机所产生的直接经济 损失都在１００ 万元以上。因此，发电单位对振动故
采用大容量、高参数的火电机组是提高火电厂 障诊断的准确度、及时度提出了更高的要求。
经济性最为有效的措施。超大功率、超超临界的百 某电厂新建的＃１ 机组（１ ０００ ＭＷ）在调试阶段
万千瓦级机组代表着目前国际的先进水平，集高效、 分别发生了发电机低转速振动超标、带负荷轴振突
节能和环保等技术优势，是我国２１ 竞争力的燃煤机组。
世纪初期最具有
跳及振幅增大等振动异常现象，通过对机组振动特 征的分析及诊断，采用了相应的处理方法，成功地解
但超超临界机组因转子跨度长、轴承数量多等 决了相关振动问题，保证了机组的顺利投产。
特点，易发生振动故障，振动故障的处理成本高，过 程也较为复杂。以某１０００ ＭＷ 汽轮发电机组为例，
·４２·
华电技术
第４１ 卷
电机型号为ＱＦＳＮ － １０００ － ２。机组轴系由高压转 中，工频幅值、相位稳定无明显变化，２ 倍频的幅值、
ｍｅｎｔ ｏｎ ｕｎｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ．
第４１ 卷第１２ 期 年 月 ２０１９ １２
华电技术
Ｈｕａｄｉａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ． ４１ Ｎｏ． １２ Ｄｅｃ． ２０１９
： ＤＯＩ １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １６７４ － １９５１． ２０１９． １２． ００８
１ ０００ ＭＷ 超超临界机组发电机调试期间 振动问题的分析及处理
： ； ； ； ； Ｋｅｙｗｏｒｄｓ １ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｕｂｃｒｉｔｉｃａｌ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｆａｌｓｅ ｖａｌｕｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｌ ； ； ａｎｃｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｂｒｕｓｈ
１
设备概况
＃１ 机组采用上海汽轮机有限公司设计制造的
； 收稿日期：２０１９ － ０５ － ０７ 修回日期：２０１９ － １１ － １０
Ｃ１０００ － ２８ ／ ０． ４ ／ ６００ ／ ６１０ 型超超临界压力、一次中
基金项目：国家科技支撑计划资助项目（２０１５ＢＡＡ０３Ｂ） 间再热、单轴、四缸四排汽、双背压凝汽式汽轮机，发
摘 要：某１０００ ＭＷ 超超临界汽轮发电机组在调试期间，出现发电机低转速下转轴振动大、带负荷时发生轴振突 跳及热弯曲等振动故障。结合发电机结构、升速过程伯德图、轴振突跳时的时域波形、转子发生热弯曲前后的工 频幅值／ 相位变化情况进行分析，判断振动故障原因为发电机转子存在副临界转速，＃６，＃７ 轴承轴振存在虚假值 且带负荷过程中发电机转子发生热弯曲。现场通过提高机组转速、调整转子与碳刷的接触面积及热平衡方法，消 除了发电组振动故障。该方法对同类型机组类似的振动故障诊断和处理具有一定借鉴意义。 关键词：１０００ ＭＷ 机组；振动故障诊断；发电机副临界；虚假值；动平衡；热弯曲；碳刷 中图分类号：ＴＫ ２６７ 文献标志码：Ａ 文章编号： （ ） １６７４ － １９５１ ２０１９ １２ － ００４１ － ０５ ： ， Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ａ １ ０００ ＭＷ ｕｌｔｒａ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｕｒｂｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｅｔ ｄｕｒｉｎｇ ｉｔｓ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌａｒｇｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｔ ｌｏｗ ｓｐｅｅｄ ｓｕｄｄｅｎ ａｘｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｊｕｍｐ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｌｏａｄｉｎｇ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙ ， ， ｓｉｓ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｂｏｄｅ ｄｉａｇｒａｍ ｄｕｒｉｎｇ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｆ ｓｕｄｄｅｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｊｕｍｐ ｏｆ ， ， ｒｏｔｏｒ ｓｈａｆｔ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ／ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ａｔ ｐｏｗｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｒｏｔｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｉｔ ｉｓ ｊｕｄｇｅｄ ｔｈａｔ ， ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ａｂｎｏｒｍａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｒｅ ｔｈｅ ｓｕｂｃｒｉｔｉｃａｌ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｒｏｔｏｒ ｆａｌｓｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｎｏ． ６ ａｎｄ Ｎｏ． ７ ｂｅａｒ ， ｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｂｅｎｄｉｎｇ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｒｏｔｏｒ ｄｕｒｉｎｇ ｌｏａｄｉｎｇ． Ａｂｎｏｒｍａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｕｎｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｅ ， ｌｉｍｉｎａｔｅｄ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｕｎｉｔ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｒｅａ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｏｔｏｒ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ
ＶｉｂｒａｔБайду номын сангаасｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａ １ ０００ ＭＷ ｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｕｎｉｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ
冯坤
ＦＥＮＧ Ｋｕｎ
（国家电投集团河南电力有限公司技术信息中心，郑州 ４５００００） （ ， ， ， ） ＳＰＩＣ Ｈｅｎａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ Ｚｈｅｎｚｈｏｕ ４５００００ Ｃｈｉｎａ
０ 引言
在处理其振动故障时，每次开机所产生的直接经济 损失都在１００ 万元以上。因此，发电单位对振动故
采用大容量、高参数的火电机组是提高火电厂 障诊断的准确度、及时度提出了更高的要求。
经济性最为有效的措施。超大功率、超超临界的百 某电厂新建的＃１ 机组（１ ０００ ＭＷ）在调试阶段
万千瓦级机组代表着目前国际的先进水平，集高效、 分别发生了发电机低转速振动超标、带负荷轴振突
节能和环保等技术优势，是我国２１ 竞争力的燃煤机组。
世纪初期最具有
跳及振幅增大等振动异常现象，通过对机组振动特 征的分析及诊断，采用了相应的处理方法，成功地解
但超超临界机组因转子跨度长、轴承数量多等 决了相关振动问题，保证了机组的顺利投产。
特点，易发生振动故障，振动故障的处理成本高，过 程也较为复杂。以某１０００ ＭＷ 汽轮发电机组为例，
·４２·
华电技术
第４１ 卷
电机型号为ＱＦＳＮ － １０００ － ２。机组轴系由高压转 中，工频幅值、相位稳定无明显变化，２ 倍频的幅值、