遼寧東方發(fā)電有限公司2號發(fā)電機異音原因分析及防治

王日升

（國家電投集團遼寧東方發(fā)電有限公司，遼寧 撫順 113007）

遼寧東方發(fā)電有限公司2號發(fā)電機異音原因分析及防治

王日升

（國家電投集團遼寧東方發(fā)電有限公司，遼寧 撫順 113007）

遼寧東方發(fā)電有限公司2號發(fā)電機運行中產(chǎn)生異音，在低負(fù)荷時較嚴(yán)重，中間部位聲音較大。經(jīng)試驗分析，判定該發(fā)電機異音是機械方面的風(fēng)區(qū)擋板部分開焊、鐵芯背部部分構(gòu)件松動引起的。利用機組停機A級檢修機會，對該發(fā)電機進行抽芯處理，異音情況消除，徹底解決了發(fā)電機運行中異音大的問題。

發(fā)電機；異音；電磁；機械

1 事件經(jīng)過

遼寧東方發(fā)電有限公司2號發(fā)電機為哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QFSN－350－2型氫內(nèi)冷汽輪發(fā)電機，其冷卻采用水—氫—氫方式，即定子繞組為水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組為氫內(nèi)冷，定子鐵芯及構(gòu)件為氫外冷。

2014年6月22日，該發(fā)電機運行中出現(xiàn)異常聲音，聲音較以往明顯增大，主要跡象為：有功負(fù)荷173.5 MW，無功負(fù)荷80.67 Mvar，定子電流5 508 A，轉(zhuǎn)子電流1 605 A，功率因數(shù)0.9時，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機本體運行聲音增大，中間部位聲音較大，勵磁、機側(cè)相對較小。立即將機組AVC解除，調(diào)整發(fā)電機無功至113 Mvar，異音輕微降低。經(jīng)觀察，發(fā)電機在有功負(fù)荷200 MW、無功負(fù)荷90 Mvar以下時，運行異音明顯較大，但發(fā)電機定子繞組、鐵芯、定冷水溫度等參數(shù)均正常。

2 發(fā)電機異音原因分析

2.1 電磁原因

a.由定、轉(zhuǎn)子之間氣隙不均引起的。該聲音為時大時小的“嗡嗡”聲。

b.由過負(fù)荷引起的。包括過電壓與過電流，其表現(xiàn)為聲音增大，但仍是“嗡嗡”聲。

c.由負(fù)荷急劇變化引起的。會出現(xiàn)“割割、割割”突擊的間歇聲，該聲音的發(fā)生與發(fā)電機的表計（電流、電壓、有功、無功負(fù)荷等）指示同時動作。

d.定子鐵芯故障。會發(fā)出放電的噼啪聲，嚴(yán)重時會造成不正常鳴音［1］。

e.發(fā)電機不對稱狀態(tài)下運行，定子繞組中出現(xiàn)負(fù)序電流。該聲音表現(xiàn)為100 Hz的倍頻噪音。

2.2 機械原因

兩極式同步發(fā)電機運行時，氣隙磁場強度沿定子鐵芯內(nèi)圓各點交變，對定子鐵芯產(chǎn)生磁拉力，兩磁極中心線上的磁拉力最大，極間最小，使定子鐵芯產(chǎn)生變形［2］。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，每轉(zhuǎn)1周，鐵芯的變形要交變2次，這就使定子鐵芯中產(chǎn)生雙頻振動，長期雙頻振動會引起定子鐵芯、定子繞組固定卡、溫度測點等內(nèi)部構(gòu)件松動，從而產(chǎn)生異音［3］。這類聲音表現(xiàn)為“錘擊”、“刮大風(fēng)”、“叮叮當(dāng)當(dāng)”、“呼呼”或“沙沙”等聲音。產(chǎn)生該類異音時，發(fā)電機各表計指示正常，各部分溫度也正常。

3 發(fā)電機異音的判定

經(jīng)觀察試驗，判定該發(fā)電機的異音并非由定、轉(zhuǎn)子之間氣隙不均引起的，因為一旦氣隙不均勻，發(fā)電機軸振首先反映出來，發(fā)電機各部分運行參數(shù)勢必發(fā)生變化，但該發(fā)電機在產(chǎn)生異音過程中各部分運行參數(shù)穩(wěn)定，該發(fā)電機軸瓦、密封瓦的設(shè)計也不可能發(fā)生氣隙超標(biāo)現(xiàn)象。同時發(fā)電機所發(fā)出的聲音不是“嗡嗡”聲，因此判斷發(fā)電機異音也不是高頻現(xiàn)象引起的。該發(fā)電機所產(chǎn)生的異音是低頻聲音，產(chǎn)生低頻聲音不是由大部件松動引起的，例如發(fā)電機鐵芯大面積松動等，但不排除鐵芯存在局部松動跡象。發(fā)電機發(fā)出的聲音在發(fā)電機4～6風(fēng)區(qū)范圍內(nèi)，而發(fā)電機風(fēng)區(qū)擋板正好在此范圍內(nèi)，因此判定引起發(fā)電機異音的主要原因為風(fēng)區(qū)擋板開焊所致。發(fā)電機風(fēng)區(qū)擋板沿發(fā)電機鐵芯圓周四區(qū)分布，四區(qū)分布完全與發(fā)電機轉(zhuǎn)子“四進、五出”風(fēng)區(qū)相同，4圈擋風(fēng)板分別由18段擋板組成，擋板厚度約3 mm。鐵芯松動與風(fēng)區(qū)擋板松動所發(fā)出的異音存在因果關(guān)系［4］。如很薄很薄的鐵板一旦受到外部完全滿足彈性要求的作用力，鐵板將可能產(chǎn)生長時間的振動，一旦發(fā)出的振動力不能滿足彈性要求，將不可能產(chǎn)生長時間的振動。但也不排除18根定位筋存在局部開焊的問題；另一方面，發(fā)電機產(chǎn)生異音的根源可能是由鐵芯部件松動引起的。通過發(fā)電機異音時有時無的現(xiàn)象來看更容易解釋，只要滿足發(fā)電機鐵芯產(chǎn)生振動并與風(fēng)區(qū)擋板振動頻率合拍，必然發(fā)出撞擊聲。通過以上分析，判斷該發(fā)電機異音的主要原因為4圈風(fēng)區(qū)擋板存在部分開焊跡象，鐵芯有部件松動。該隱患后果較嚴(yán)重，因擋板一旦脫落到鐵芯上，極易發(fā)生鐵芯片間短路故障，甚至造成鐵芯燒損重大事故，因此應(yīng)盡快停機處理。

4 應(yīng)急方案

為確保該發(fā)電機在異音未進行處理前的安全運行，制定發(fā)電機本體異音保運措施，保證異音缺陷未消除前機組的安全，做到缺陷可控、再控，具體措施有以下幾點。

a.在保證發(fā)電機功率因數(shù)不超過0.95且6 kV廠用母線電壓在規(guī)定范圍內(nèi)的前提下，保持發(fā)電機無功功率不低于100 Mvar運行，盡量保持無功負(fù)荷最高運行。

b.在發(fā)電機有功負(fù)荷200 MW以下時，增加對該發(fā)電機的巡檢次數(shù)，由每2 h巡檢1次縮短為每30 min巡檢1次，若發(fā)電機異音或振動有明顯增大時，立即采取措施。必要時與電網(wǎng)調(diào)度溝通，保持該機組負(fù)荷盡可能高于210 MW運行。

c.夜班發(fā)電機有功負(fù)荷較低且無功低于100 Mvar時，在滿足功率因數(shù)情況下，可以請示電網(wǎng)調(diào)度將機組AVC解除，增加發(fā)電機無功，觀察異音情況，盡量調(diào)整保持發(fā)電機異音最小。

d.監(jiān)視發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子各參數(shù)變化，加強勵磁系統(tǒng)各部分檢查，并按時記錄，同時對各參數(shù)進行對比。

e.加強對該發(fā)電機鐵芯溫度、繞組溫度、定冷水溫度及氫溫的監(jiān)視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)定子鐵芯某點溫度不正常（升高5℃）時，立即檢查發(fā)電機異音情況，并根據(jù)異音情況及時判斷、分析，若溫度繼續(xù)升高，應(yīng)立即降低發(fā)電機有功負(fù)荷，將溫度降至允許值以下。當(dāng)發(fā)現(xiàn)定子繞組某點溫度不正常升高，且與最低溫度間的溫差達8℃或定子繞組引水管出水溫差達8℃時，應(yīng)查明原因并加強監(jiān)視，此時可降低負(fù)荷，一旦定子繞組溫差達14℃，或定子引出水管出水溫差達12℃，或任一定子槽內(nèi)層間測溫元件溫度超過90℃，或出水溫度超過85℃時，在確認(rèn)測溫元件完好后，應(yīng)解列停機。

f.加強對該汽輪發(fā)電機組各軸瓦溫度、振動的監(jiān)視，若振動有明顯增大趨勢，在確保測量結(jié)果無誤情況下，應(yīng)立即采取應(yīng)對措施。

g.監(jiān)視發(fā)電機氫壓變化，記錄發(fā)電機漏氫量，發(fā)現(xiàn)漏氫增大及時查找原因。及時對發(fā)電機氫含氧和純度進行化驗，及時排污補氫，保證氫含氧和純度合格。

5 整改措施及效果

2014年7月，利用機組停機A級檢修機會，對該發(fā)電機進行抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機4圈風(fēng)區(qū)擋板開焊，鐵芯背部有部件松動，同時部分測溫用蛇皮管松動，固定卡子沒有穩(wěn)固蛇皮管。在哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司技術(shù)人員的指導(dǎo)下，將上述缺陷處理好，機組投運后發(fā)電機異音的情況消除，徹底解決了發(fā)電機運行中異音大的問題。

［1］ 劉愛忠.300 MW火電機組培訓(xùn)叢書電氣設(shè)備及運行［M］.北京：中國電力出版社，2003.

［2］ 姚大坤，曲大慶.汽輪發(fā)電機定子端部繞組振動現(xiàn)場在線測試［J］.東北電力技術(shù)，2002，23（1）：21－23.

［3］ 涂光瑜.汽輪發(fā)電機及電氣設(shè)備第二版［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［4］ 郭大鵬，葛翔飛.350 MW百萬千瓦級發(fā)電機端部振頻異常分析［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（9）：16－17.

Analysis and Prevention of Abnormal Sound on No.2 Generator in Liaoning Dongfang Power Co.，Ltd.

WANG Ri?sheng
（SPIC Liaoning Dongfang Power Co.，Ltd.，F(xiàn)ushun，Liaoning 113007，China）

Liaoning Dongfang Power Plant No.2 generator produces abnormal sound in running，lower load is more serious，especially middle part of the generator set.Through test analysis，the reason of abnormal sound is caused by mechanical aspects of the open weld?ing in wind zone plate part and the backsides of iron core caused by the loosening of parts.Optimize the opportunities for level A repair，the malfunction which makes abnormal sound is solved.The problem of abnormal sounds is settled thoroughly.

Generator；Abnormal sound；Electromagnet；Machinery

TM307＋.1

A

1004－7913（2016）04－0060－03

王日升（1975—），男，學(xué)士，工程師，主要從事350 MW機組運行工作。

2016－01－18）