600MW水氢冷汽轮发电机振动大原因分析及处理

600MW水氢冷汽轮发电机振动大原因分析及处理【摘要】新安装或大小修后的水氢冷汽轮发电机组，如果发电机振动是由底部载荷分布不均造成的，如果通过传统的增、减发电机底脚垫片厚度及位置调整汽轮发电机对轮中心及调整杨度，及张口，这样会破坏原有发电机定子低载负荷的合理分布，造成发电机底脚支撑刚度下降，更会加剧电机的振动，因此，只有测量发电机定子底脚及支撑的载荷分布，才能消除发电机的振动。本文针对发电机振动大的原因进行全面分析并加以处理，以便为同类机组具有借鉴之处。

【关键词】水氢冷汽轮发电机；振动；支撑刚度；发电机底载试验

1.引言

内蒙古京隆发电有限责任公司两台600mw直接空冷凝汽式汽轮机是由上海汽轮机厂引进美国西屋技术的水氢冷汽轮发电机，该机组属于新建机组，在机组顺利完成168小时不久，发电机的轴振由原来的优良逐渐达到165um，定子外罩板振动326um，机组振动大不得不被迫停机，因此，必须找出发电机振动大的原因，并找出解决问题的办法。

2.该机组发电机振动变大的原因分析

内蒙古京隆发电有限责任公司两台600mw直接空冷水氢冷汽轮发电机组。由于工程自身的特殊性，该机组从安装完毕到机组168小时试运结束大约间隔将近两年时间。机组在停运期间启、停好几

次，机组振动一直优良（最大52um），在机组整套启动的最后一次，发现机组启动后发电机两端轴振比以前有所增大，有时偶尔超过优良标准76um，但机组其余各轴振均正常，我们通过多种调整手段的尝试均未有明显的变化，当机组完成168小时试运后3个多小时时，机组发电机两侧瓦的轴振高达165um，通过全方位的分析，我们认为此次振动是由于发电机原有底脚及底脚上相关撑脚承载的合理

分布遭到破坏，致使发电机支撑刚度大幅度下降。机组在完成168小时试运行后逼迫停机进行振动大问题处理，在2008年3月15日对发电机底载试验进行测量，发现该机组的发电机基础确实出现了明显的下沉，试验数据如下所示：

那么，是不是发电机的振动都与支撑刚度下降有关，我们回答是不一定，只有对于水氢冷机组才有这样的可能出现，而对于双水冷机组一般不会发生此类振动，这是由两者机组的结构形式所决定的，对于双水冷机组与水氢冷汽轮发电机两者存在以下差异：

2.1水氢冷机组用端盖轴承支承转子而双水冷采用座式轴承支承。

2.2水氢冷机组的基础螺母经基础螺栓及套筒将地板与基础固定，而双水冷则不一样，这样发电机以其自重自然放置在地板上，因而，发电机在垂直方向上是不固定的。

2.3正因为两者存在以上不同之处，这就决定了对于水氢冷汽轮发电机机组，底载负荷分配对其振动有明显的影响。

3.防止支承刚度差、消除水氢冷汽轮发电机振动的措施

为了防止因支承刚度差，造成发电机振动大而影响机组的安全运行，西屋公司在水氢冷发电机组中明确要求发电机底载负荷试验要均匀。即：负载应集中在四个角上，两侧分不应对称，最大误差应在10%之内，从两端的脚撑向中间逐步以指数y=ex规律递减，必须垫实垫硬。为了防止支承刚度差，水氢冷机组底脚下面，一般铺设平垫片和4层阶梯垫片（如图所示）。

根据上面垫铁示意图安装以后，对于基础是否发生下沉，我们可以在沿轴颈的方向垂直于轴安装56个应变片，利用发电机毎侧配备的应变仪及多点预调平衡箱，测量出每次应变片沿发电机全长方向的变化量。要求在每端任一侧上负荷分布与另一侧相比应在10%范围内，侧在脚撑上的负载应按指数曲线变化，否则应调整垫片。

如果我们用l1、l2 、l3、l4表示从两侧端面往中间方向第1、第2、第3、第4个撑脚的承载量占底脚承载量的百分比。那么一般负荷分配的合理比为：l1=60%---68%；l2=20%---25%；

l3=5%---8%；l4=1%---5%。

4.结论

从以上底载试验前后的数据分析来看，造成振动的原因明显为发电机基础下沉所致，按照西屋公司在水氢冷发电机组中明确要求发电机负载应集中在四个角上，两侧分布应对称，最大误差应在10%之内，在未进行底载试验前两侧的载荷误差达到如图所示的45.9%，显然不符合安装要求，这种消除基础下沉的办法不能用以往的调整

低发对轮的张口来解决，因为它的结构决定了只能通过合理分布底载负荷来达到，企图通过以往改变低发对轮上、下张口的办法是难以实现的，以上机组振动经过了重新分配发电机底载负荷后，机组的振动全部达到优良（最大56um），为机组今后的安全运行提供了保障。

参考文献

[1]丁旭春.西屋600mw机组安装、调试及缺陷.华东电力，1999（10）

[2]曹美全.水氢冷机组振动与底载试验.《电力建设》，2005

[3]卫友根，徐福娣.水氢冷600mw汽轮发电机机座底脚承载调整，上海大中型电机2003（2）

周斌（1975 -）：男，陕西省人，1999 年毕业于上海电力学院电厂热能动力专业，学士学位，现任华北电力科学研究院（西安）有限公司汽轮机研究室主任，从事发电厂的调试和试验工作。

张乐天（1980-）：男，陕西省人，2002年毕业于上海电力学院电厂热能动力专业，学士学位，现任华北电力科学研究院（西安）有限公司汽轮机研究室副主任，从事发电厂的调试和试验工作。