陶迎新,董興順,張子龍,張 超
遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司
蒲石河抽水蓄能電站1號(hào)機(jī)組振擺狀態(tài)分析
陶迎新,董興順,張子龍,張 超
遼寧蒲石河抽水蓄能有限公司
遼寧蒲石河抽水蓄能電站1號(hào)機(jī)組為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)制造,全面掌握機(jī)組振擺情況,驗(yàn)證是否滿足國(guó)標(biāo)要求,并為機(jī)組檢修提供參考,以便檢修時(shí)調(diào)整軸線或瓦間隙。
機(jī)組;振擺;脈動(dòng);分析
遼寧蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省丹東市寬甸滿族自治縣境內(nèi),安裝4臺(tái)單機(jī)額定容量為334MVA(發(fā)電工況)的單級(jí)混流可逆式水泵水輪機(jī)-發(fā)電電動(dòng)機(jī)組,發(fā)電電動(dòng)機(jī)為立軸半傘式可逆同步電機(jī),水泵水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速333.3rpm,額定水頭308m,轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)9個(gè)。其主要任務(wù)是為系統(tǒng)承擔(dān)調(diào)峰、填谷和提供事故備用,同時(shí)擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)相等任務(wù),以緩解系統(tǒng)嚴(yán)重的調(diào)峰矛盾,提高系統(tǒng)供電質(zhì)量,為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供保證。
圖1 1號(hào)機(jī)組發(fā)電300MW工況上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)擺度趨勢(shì)
圖2 1號(hào)機(jī)組抽水-300MW工況上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)擺度趨勢(shì)
區(qū)域A:振動(dòng)數(shù)值在此范圍內(nèi)的設(shè)備可認(rèn)為是良好的并可不加限制地運(yùn)行,新機(jī)一般在區(qū)域A內(nèi)進(jìn)行考核;
區(qū)域B:振動(dòng)數(shù)值在此范圍內(nèi)的設(shè)備可以接受長(zhǎng)期運(yùn)行;
區(qū)域C:振動(dòng)數(shù)值落入此范圍內(nèi),提請(qǐng)注意安排維修。一般,該機(jī)器還可以運(yùn)行一段有限時(shí)間,直到合適機(jī)會(huì)進(jìn)行檢修;
區(qū)域D:振動(dòng)數(shù)值落入該范圍的設(shè)備被認(rèn)為極有可能導(dǎo)致?lián)p毀事故。
根據(jù)蒲石河電站機(jī)組的轉(zhuǎn)速(333.3r/min),查得擺度允許值(峰峰值)為248μm。
《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》GB/T 8564-2003規(guī)定:在任何情況下,轉(zhuǎn)速在250~600 r/min以下的機(jī)組,水輪機(jī)導(dǎo)軸承處的絕對(duì)擺度不得超過(guò)0.25mm。
2.1 機(jī)組振動(dòng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
(1)頂蓋振動(dòng)
《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》GB/T 8564-2003規(guī)定,額定轉(zhuǎn)速在250≤n<375r/min區(qū)間,其頂蓋水平振動(dòng)小于50μm,頂蓋垂直振動(dòng)小于60μm。
對(duì)照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),蒲石河電站機(jī)組頂蓋振動(dòng)(雙幅)允許值:水平振動(dòng)小于50μm,垂直振動(dòng)小于60μm。
(2)機(jī)架、定子鐵心振動(dòng)
對(duì)照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),蒲石河電站機(jī)組上機(jī)架振動(dòng)(雙幅)允許值:垂直振動(dòng)不大于50μm、水平振動(dòng)不大于70μm;下機(jī)架振動(dòng)允許值:垂直振動(dòng)不大于50μm、水平振動(dòng)不大于70μm。
2.2 機(jī)組壓力脈動(dòng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
通過(guò)計(jì)算蒲石河電站機(jī)組比轉(zhuǎn)速ns為:149,其尾水管壓力脈動(dòng)峰-峰值應(yīng)不大于相應(yīng)運(yùn)行水頭的3%,蒲石河電站機(jī)組尾水管壓力脈動(dòng)運(yùn)行峰-峰值不大于90.6kPa。
圖3 1號(hào)機(jī)組發(fā)電300MW工況上機(jī)架、下機(jī)架、頂蓋振動(dòng)趨勢(shì)
圖4 1號(hào)機(jī)組抽水-300MW工況上機(jī)架、下機(jī)架、頂蓋振動(dòng)趨勢(shì)
2015年1-3月,1號(hào)機(jī)組發(fā)電工況所帶負(fù)荷集中在300MW和200MW附近區(qū)間,抽水工況負(fù)荷集中在-300MW附近區(qū)間,該工況下,負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)間超過(guò)1小時(shí),本報(bào)告只是對(duì)以上負(fù)荷區(qū)間的機(jī)組振擺、壓力脈動(dòng)、溫度進(jìn)行趨勢(shì)分析。
3.1 軸系擺度評(píng)價(jià)
通過(guò)對(duì)2015年1-3月1號(hào)機(jī)組發(fā)電工況帶有功功率300MW,200MW,抽水工況-300MW,上導(dǎo)擺度、下導(dǎo)擺度、水導(dǎo)擺度的時(shí)域波形、頻譜圖與數(shù)據(jù)對(duì)比分析。
可以看出,1號(hào)機(jī)組在發(fā)電、抽水工況下,上導(dǎo)擺度在179~233μm范圍內(nèi)變化,下導(dǎo)擺度在60~134μm范圍內(nèi)變化,水導(dǎo)擺度在56~89μm范圍內(nèi)變化,均未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值250μm,且趨勢(shì)穩(wěn)定性較好,上導(dǎo)擺度較大,建議加強(qiáng)觀察、監(jiān)督。各部擺度趨勢(shì)見(jiàn)圖1、圖2。
3.2 機(jī)組振動(dòng)評(píng)價(jià)
分析上機(jī)架振動(dòng)、下機(jī)架振動(dòng)、頂蓋振動(dòng)的時(shí)域波形、頻譜圖與數(shù)據(jù)對(duì)比,可以看出1號(hào)機(jī)組上下機(jī)架水平振動(dòng)自2014年10月開(kāi)始有上升趨勢(shì),下機(jī)架水平振動(dòng)2014年12月起超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建議加強(qiáng)觀察;其余振動(dòng)測(cè)點(diǎn)測(cè)值較為穩(wěn)定,無(wú)明顯變化和異常。各部振動(dòng)趨勢(shì)見(jiàn)圖3、圖4。
3.3 壓力脈動(dòng)評(píng)價(jià)
2015年1-3月,1號(hào)機(jī)組在發(fā)電工況帶有功功率300MW及200MW,抽水工況功率-300MW,通過(guò)對(duì)蝸殼進(jìn)口、頂蓋、尾水管進(jìn)口及導(dǎo)葉后壓力脈動(dòng)趨勢(shì)圖對(duì)比分析。
可以看出,1號(hào)機(jī)組在發(fā)電300MW工況下轉(zhuǎn)輪與導(dǎo)葉間壓力脈動(dòng)1月28日后明顯上升,從30kPa上升至110kPa,之后在100kPa附近反復(fù)震蕩,2月18日~20日降到30~40kPa震蕩,3月7日再次升到100kPa附近反復(fù)震蕩;1號(hào)機(jī)組在發(fā)電200MW工況下轉(zhuǎn)輪與導(dǎo)葉間壓力脈動(dòng)數(shù)據(jù)變化與300MW工況時(shí)相近,幅值未超過(guò)壓力脈動(dòng)限制90.6kPa;轉(zhuǎn)輪與底環(huán)壓力脈動(dòng)自1月28日開(kāi)始反復(fù)出現(xiàn)超過(guò)限制90.6kPa數(shù)據(jù),應(yīng)盡快檢查傳感器或有無(wú)設(shè)備缺陷。其余各部壓力脈動(dòng)較為穩(wěn)定,無(wú)明顯異常。
各部壓力脈動(dòng)趨勢(shì)見(jiàn)圖5、圖6。
4.1 1號(hào)機(jī)組在發(fā)電、抽水工況下,上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)擺度均未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值250μm,且趨勢(shì)穩(wěn)定性較好。
4.2 1號(hào)機(jī)組上下機(jī)架水平振動(dòng)自2014年10月開(kāi)始有上升趨勢(shì),下機(jī)架水平振動(dòng)2014年12月起超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建議加強(qiáng)觀察。
4.3 在發(fā)電300MW、200MW工況下,1號(hào)機(jī)組的轉(zhuǎn)輪與導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪與底環(huán)壓力脈動(dòng)間壓力脈動(dòng)反復(fù)震蕩,出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)現(xiàn)象,檢查原因、排除缺陷或故障。
圖5 1號(hào)機(jī)組發(fā)電300MW工況各部位壓力脈動(dòng)趨勢(shì)
圖6 1號(hào)機(jī)組抽水-300MW工況各部位壓力脈動(dòng)趨勢(shì)
陶迎新(1982-),男,大學(xué)本科,遼寧朝陽(yáng)人,工程師,從事水機(jī)管理工作。