【篇名】捷制500MW机组一次风机振动分析处理

【篇名】捷制500MW机组一次风机振动分析处理
第4期(总第87期) 1999年8月
山西电力技术
SHAN X I EL ECTR I C POW ER
N o14(Ser187)
A ug11999
捷制500MW机组一次风机振动分析处理
刘益民1) 祁智明2) 李立敏3) 杜和4) 李献伟5)
摘要针对神头二电厂1号、2号炉一次风机轴承振动大的原因进行了较为全面的检查、测试和分析,提出了相应的处理方案,该方案实施后风机轴承振动达到合格标准。

关键词风机振动基础改进
中国图书资料分类法T K223126
神头二电厂锅炉一次风机轴承振动问题是近年来困扰机组安全稳定运行的最突出问题,表现为风机轴承振动大,电机笼条断裂。

每年因一次风机振动迫使炉降负荷运行及停炉检修10余次(见表1),虽经多次检修和动平衡试验,但振动问题未从根本上得到解决,本文就该问题的分析处理作一阐述。

表1 一次风机检修及运行情况统计(统计时间1994年1月～1998年6月)
一次风机编号大、小修
次
风机轴承故障
次
电机轴承故障
次
动平衡
次
电机转子断条
条
更换风机轴
根
轴承运行周期
h
11号5 5 2 23 13600～5040 12号5 3 7 34 7200～8640 21号4 3 5 32 12880～3600 22号3 2 3 11 5040～5760合计17 13 17 910 2
1 风机概况
型号:1854B 1476;
风机制造厂家:德国BADCO CK公司;
制造时间:1987年;
风量:143148m3 s;
总压力:19415Pa;
转速:1480r m in;
风轮外径:2780mm;
调节方式:入口档板调节;
1)刘益民,男,1957年3月生。

1988年毕业于山西电力专科
学校热动专业,工程师。

2)祁智明,男,1961年1月生。

1981年毕业于太原工业大学
电力分院热动专业,硕士,高级工程师。

3)李立敏,男,1966年1月生。

1989年毕业于华北电力大学
热动专业,硕士,工程师。

4)杜和,男,1967年5月生。

1988年毕业于太原工业大学
电力分院热动专业,工程师。

以上4人工作单位:036011,山西朔州市,神头二电厂。

5)李献伟,男,1964年9月生。

1986年毕业于西安交通大学
热动专业,工程师,汽机室主任。

工作单位:030001,太原
市青年路18号,山西电力科学研究院。

联轴器型式:弹性联轴器;
电机功率:3500k W;
电机制造厂家:奥地利EL I N公司。

2 一次风机轴承、基础振动测量
1998年6月22日和7月分别对1号、2号炉四台一次风机轴承、基础、风壳进行测量,结果见图1(由于四台一次风机振动相似,这里不一一列出,以21号一次风机为例)。

3 轴承振动大的原因分析
311 基础、台板刚度分析
从振动测试结果以及累次振动现象诊断,一次风机振动主要是由于动刚度不足而引起。

影响动刚度的因素有三个:
(1)连接刚度;(2)共振;(3)结构刚度。

31111 连接刚度
大修前对电机振动外特性进行测量,见表2。

电机地脚与台板振动差值较小,说明连接件紧固良好,但用塞尺检查调整垫,存在0115mm间隙,证明振动是由于电机与台板接触不良引起。

图1 21
一次风机轴承及基础水平振动值比较图2 台板平面图
表2 大修前电机地脚水平方向振动值Λm
电机地脚位置振动值台板
位置振动值
差值
B4 87 D4 70 B3 79
D3 64
8
6
31112 共振问题
通过启停试验及调整风机档板开度,证实基础与电机没有发生共振。

31113 结构刚度
对基础及电机台板振动进行测试,见表3、4。

表3 大修前基础水平方向振动值Λm
基础上部位置振动值地面
位置振动值
差值
A1 41 B0 38 D1 32 A0 11
B0 9
D0 13
30
29
19
表4 大修前电机台板水平振动值Λm
台板上部位置振动值台板下部
位置振动值
差值
A3 60 B372 D361 A2 50
B237
D236
10
35
25
从表3、表4可见,基础上部与地面、台板上部与下部振动差值较大,说明部件动刚度不足。

影响部件动刚度主要原因:基础薄弱和台板刚度不够。

312 一次风机振动原因
31211 基础薄弱,表现为基础窄而高,动刚度差,是造成一次风机水平方向振动超标的主要原因。

31212 电机前轴承、后轴承、风机前轴承都座落在台板上,负荷分配不均。

31213 电机台板设计不合理,中间为空心,且上部无工艺孔,无法进行二次浇灌,使台板刚度不够。

4 基础台板刚度与振幅关系计算及处理措施411 基础台板刚度
与振幅关系计算(见图2)台板两侧A、B两点的垂直位移表达式可写为: Y A=
1150+X co sΞt
2300
(Q+P co sΞt)?K A-1;
Y B=(1-
1150+X co sΞt
2300
)?(Q+P co sΞt)?K B-1,式中:X——轴颈承力中心点轴向变化距轴瓦中心
的距离;
P——激振力;
Q——轴承载荷;
K A、K B——台板A、B两侧的支承动刚度,假设初
始条件台板为水平状态。

当co sΞt=1和-1时,台板将发生最大的左右偏转,这时台板水平偏转角Η为:
Η=tg-1〔2
3K A
-1(Q+P)-1
3K B
-1(Q+P)〕b-1= tg-1〔
2(Q+P)
3K A
-Q
+P
3K B
〕b-1。

假设台板本身不变形,根据相似三角形原理,可求出水平单振幅a: a=h?thΗ=
b
(2Q+2P
3K A
-Q
+P
3K B
)。

如果支承刚度对称K A=K B+K,
则:a=h(Q+P) 3bK。

说明振动振幅与基础高度成正比,与基础宽度b成反比。

412 处理措施
将原基础两侧各增大800mm,电机台板内浇灌砼,研刮电机与台板接触以增加基础和台板刚度,改变其自振频率。

表5 处理前后振值Λm
大修前(挡板开度64%)大修后(挡板开度85%)
测点方向- ⊥○?
电机前98 22 54
电机后149 45 45
风机前138 17 17
风机后104 25 25
- ⊥ ○?
38 8 15
36 11 11
51 11 5
80 10 86
5 振动处理结果
表5为处理前后振动测试结果比较(风机后轴
9
1999年8月刘益民等:捷制500MW机组一次风机振动分析处理承为摆式轴承,允许轴承振动100mm )。

6 结论
通过测试分析证明,基础薄弱,台板刚度不足
是造成一次风机振动大的主要原因,经过相应的加
固处理,使困扰神头二电厂多年的一次风机振动大的问题得到解决,已投入安全稳定运行。

(收稿日期:1999204230)
Ana lysis and Trea t m en t of the Pr i m ary Fan
of 500MW Un it i n SPP
L iu Y i m i n Qi Zh i m i ng L iL i m i n D u He L i X i anwe i (Shen tou No 12Electr ic Power Plan t )
Abstract A n overall exam inati on m easu rem en t to search fo r the cau ses of seri ou s vib rati on of p ri m ary fan bearing w ith N o 11and N o 12bo iler in Shen tou N o 12E lectric Pow er P lan t is m ade .Co rresponding treatm en t schem e is raised and the i m p lem en tati on of the schem e m akes the bearing vib rati on of the p ri m ary fan up to qualified stardard .
Key words Fan V ib rati on Foundati on I mp rovem en t
(上接第23页
)
图6 测量原理图
太一11号、12号300MW 发电机由于PCE -20选型不当,以至W 表及1W j 表指示不能满足《指示仪表规程》正常工作。

发电机测量回路CT 变比为15000 5,PT 变比为20000 100,由于PCE -20选型不当,11号、12号机有功功率表指示出现如下问题。

412 实例分析及问题之解决
太一300MW 11号、12号机组选用PCE -20,其满度值N
1=866W ,则会出现什么问题?
如果选满度值N 1=866W ,那么根据发电机CT 、PT 之比,发电机有功功率满度值为P :
P =
3U I cos Υ=(15000 5)×(20000 100)×
866=600000×866=51916MW ,
也就是说PCE -20输出20mA 相当于51916
MW ,而同PCE -20输出相串连的W 表、1W j 表相应满刻度为51916MW ,这里就明显地存在一个问题,试问满发300MW 的发电机,在一个刻度为51916MW 的W 表上指示,能满足其工作位置应在指示仪表2 3的规程要求吗?显然是不合理的。

正由于PCE -20在11号、12号出现上述问题,在调试13号、14号机时我们做了如下改进:PCE -20满度值选N 1=73616MW ,这样根据上述
公式推算,发电机有功功率:P =442MW 。

通过这样的选型改变,300MW 发电机组就可在W 表、1W j 表准确、正常地指示运行。

5 结束语
如上所述,PCE V CE -20有功
无功变送器可供远距离传送,能与计算机系统,远动装置和仪表匹配组成自动化监控系统,大大提高工作效率,提高机组运行的稳定度,由此我们必须认真地发现排除它不应出现的问题。

(收稿日期:1999205218)
The Comm ission i ng and Appl ica tion of PEC and VCE Active and Reactive Tran sducer i n Power Plan t
W ang B i nx i n
(Shanx i Electr ic Power Research I n stitute )
Abstract It in troduces the w o rk ing p rinci p le and the comm issi on ing m ethod of active and reactive tran sducer .T ak ing the 300MW generater of T aiyuan N o 11T herm al Pow er P
lan t as an examp le ,it analyses in detail the PCE -20w hen the sys 2tem is pu t in to operati on and co rresponding m easu res are p ropo sed .
Key words A ctive and R eactive T ran sducer Pow er P lan t Comm issi on ing T est
04? 山西电力技术 1999年第4期。