某电厂发电机振动故障诊断及处理

某电厂发电机振动故障诊断及处理

发表时间：2018-06-06T16:54:16.713Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：宋涛

[导读] 摘要：某电厂4号机组是由东方汽轮机厂和东方电机厂生产的超超临界、凝汽式660MW汽轮发电机组。

国电吉林龙华长春热电一厂吉林长春 130114

摘要：某电厂4号机组是由东方汽轮机厂和东方电机厂生产的超超临界、凝汽式660MW汽轮发电机组。其中汽轮机为N660-25/600/600型超超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压凝汽式汽轮机，配以QFSN-660-2-22型全封闭、自通风、强制润滑、水/氢/氢冷却方式的发电机，采用自幵励静止励磁。鉴于此，本文主要分析某电厂发电机振动故障诊断及处理。

关键词：电厂；发电机；振动故障

1、电厂发电机异常振动的危害概述

振动是发电机在正常的运行状态下的一种正常现象，这种振动是一种有规律的振动，而且振动的幅度不会太大，因此对发电机的运行产生的影响也是在允许范围之内，所以不会造成其他事故。但是在运行过程中对于一些异常振动，超出发电机的承受范围，则会导致发电机运行稳定性受到影响。发电机异常振动带来的危害主要有以下几个方面：第一，振动会导致发电机组连接处的部件出现松动，例如地脚螺丝发生松动或断裂；第二，异常振动会导致发电机基座的二次浇灌体发生松动，从而使得基础处出现裂缝；第三，异常振动会导致发电机的通流部分的封轴装置相互摩擦，出现严重的磨损，并且造成设备主轴弯曲；第四，导致滑销磨损，严重时还会影响发电机的热膨胀能力，造成严重的安全隐患。第五，异常振动会导致发电机的转子护环出现松动和磨损，严重时会造成芯环破损和线路的绝缘磨损现象，引发短路故障和接地故障。

4号机组于2014年6月底进入整套起动调试阶段，升速过程振动尚可，初定速时轴系振动也不大，7X轴振动在70μm左右。定速初期一段时间，发电机转子振动尤其是7X轴振动爬升速度较快，半个小时左右7X轴振动增大到120μm左右。开网后，低负荷区间，7X轴振动仌然不断爬升，只是速度有所放缓，高负荷区间，尤其是仍400MW继续升负荷时，7X轴振动爬升的速度突然加快，超过250μm，达到跳机值。停机惰走的过程之中，发电机转子过临界转速振动比升速过程时显著增大。

2、电厂4号机组振动故障分析诊断

2.1、振动现象

A电厂4号机组自投入生产以来，发电机在整个冲转过程中，振动良好，无异常振动特征。发电机在机组初定速以及初带负荷的时候，5号瓦、6号瓦振动均小于80μm且振动稳定；但随着机组负荷逐渐升高，5号瓦、6号瓦振动也随之升高，当机组升至满负荷时，5号瓦、6号瓦振动最大为150μm；当机组负荷下降时，5号、6号瓦振动也随之下降。

2.2、振动相关试验

为了进一步查明根本原因，对机组先后进行了变氢温试验、变密封油试验、变有功试验、变无功试验。在变氢温试验、变密封油温试验、变无功试验过程中，5号、6号、7号瓦振动幅值和角度均无明显变化，振动基本保持稳定。在进行变有功功率试验时，随负荷增加5号、6号、7号瓦轴承出现明显爬升。

2.3、振动故障特征与原因分析

（1）随负荷上升，5号、6号、7号瓦振动逐渐爬升。（2）振动爬升主要以基频成分为主。（3）在振动爬升过程中，6号、7号瓦相位发生明显变化，且各工况下重复性振动较好。（4）当负荷升至满负荷状态后，振动还会进一步上升，再逐渐趋于稳定。以上特征表明：机组在空载和带初负荷时，振动均在80μm左右，振动虽无明显变化，但振动幅值相对较大，存在一定的质量不平衡。根据轴系布置图，5号瓦为低压缸后轴承，6号瓦、7号瓦为发电机前后轴承，随着机组负荷升至高负荷时，5号瓦、6号瓦振动上升幅度较大，6号瓦、7号瓦相位增大。根据这些振动特点，判断发电机转子受热不均匀，导致转子热弯曲和低发对轮中心产生偏差的可能性较大。

3、检修找中与振动故障的相关性分析

3.1、对轮中心问题

本次小修后启动低转速300r/min、初定速3000r/min工况与上次启动同一工况相比，发电机转子相对轴振幅值有所减小，说明小修调整中心（晃度、瓢偏）还是有一定的效果。

3.2、对轮螺栓紧力问题

由于并网以后、在带低负荷阶段期间，发电机转子相对轴振幅值即随着负荷的提升而持续爬升，并不是在大负荷阶段、某一工况下才出现这样的现象，据此可以排除低压转子—发电机转子对轮螺栓紧力不足故障。

3.3、定子载荷分配问题

在大负荷稳定工况下，发电机轴承座振幅达到76μm，发电机定子底座振动在15μm左右，说明定子载荷分配正常，可以排除发电机定子与台板之间的连接刚度不足问题。

3.4、结论

发电机组振动故障与小修期间进行的对轮中心调整工作之间没有必然关系。

4、振动故障分析诊断

4.1、相关振动试验

7 月 21 日 13：10 始，保持负荷为 330MW，将励磁电流仍 2650A 逐步增加到 3020A，7X 轴振动仍 110μm增大到 125μm 左右，振动增长的趋势比较明显，为避免振动发散控制不住，未将励磁电流继续增大到额定值，试验结束。实际上，7 月19 日调试方试图进行进相试验时，过程也相当于进行了一次变励磁电流电压试验。

4.2、变冷却氢温试验

变励磁电流试验完成后随即进行变冷却氢温试验，试验中将氢冷器冷风温度仍 38℃，提高到 48℃，7X 轴振动仍 130μm 增大到145μm 左右，8 号轴振动变化不大。停止试验，恢复氢温到原始值后，振动却不降低，无法恢复原始值。

4.3、变密封油温试验

变密封油温试验由调试方在调试中自行完成。试验中振动基本保持稳定，结果表明改变密封油温对发电机振动基本没有影响。

4.4、动平衡配重试验

由于工期较紧，现场尝试对发电机轴系进行了一次动平衡配重工作，试图补偿热态下转子的振动变化。动平衡后，在空载及低负荷区间取得一定效果，振动降低至合格水平，但是大负荷后仌然出现较大的振动变化，振动仌然超标。另外，后来厂家提供的发电机转子出厂前的动平衡试验报告也表明，该转子冷态下平衡状态尚可，但热态下平衡状态较差，厂内动平衡配重也未取得预期效果，说明问题的根源不在于平衡等机械方面的缺陷。

5、振动处理措施

根据以上诊断结果，制定了解决方案，在现阶段机组运行过程中，根据变无功试验对7号瓦瓦振有一定影响的结果，决定在运行中对无功功率进行相应的限制，以限制7号瓦瓦振波动。

在发电机组的正常工作过程中，正常的振动并不会带来严重危害，为了减少异常振动，必须要积极加强对发电机组的日常维护管理，维修人员要定期对发电机组进行检测，对各种硬件进行测试，一旦发现问题要及时维修，如果发现硬件已经不能满足生产所需，则应该要及时对硬件设备进行更换，并且对更换之后的发电机组进行调试，确保没有问题之后再投入使用。其次，维修人员要做好维修记录，对发电机组的维修工作进行档案化管理，对于每次维修的过程、时间、结果等都要详细记录，便于维修工作交接，确保发电机组的维修没有遗漏。

总之，通过对现场进行的变励磁电流、冷却风温、变负荷以及外特性试验结果进行诊断，排除了对轮中心调整诱发振动故障的可能性，确认发电机转子振动存在热敏性，判断振动故障原因为内摩擦。因此，本文的研究也就显得十分的有意义。

参考文献：

[1]马思聪，蔡文方.发电机转子振动故障的诊断与处理[J].浙江电力，2017，36（01）：64-67.

[2]王浩.某电厂俄制500MW汽轮发电机组振动故障诊断及处理[J].汽轮机技术，2016，58（06）：467-470+474.