淺談越南中宋水電站機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)

唐雨

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

淺談越南中宋水電站機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)

唐雨

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

機(jī)組的振動(dòng)和擺度會(huì)影響機(jī)組的長期穩(wěn)定運(yùn)行，動(dòng)平衡試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好的解決機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不平衡力，從而減小機(jī)組的振動(dòng)和擺度。本文根據(jù)越南中宋水電站2號(hào)機(jī)組調(diào)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要分析其振動(dòng)和擺度情況，對(duì)機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)過程進(jìn)行了闡述。

越南中宋水電站；水輪發(fā)電機(jī)組；振動(dòng)；擺度；配重

1 概述

越南中宋水電站是越南的大中型水電重點(diǎn)項(xiàng)目，在越南電網(wǎng)系統(tǒng)中占有重要地位，該電站共安裝4臺(tái)65MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組。在轉(zhuǎn)子裝配過程中，由于磁極、磁軛等部件的質(zhì)量偏差，以及磁軛疊片壓緊、打鍵等工藝上的誤差，都會(huì)造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的問題。轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的主要原因，而動(dòng)平衡試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好的解決這一問題，同時(shí)對(duì)機(jī)組水力振動(dòng)和電磁振動(dòng)有一定的改善作用。動(dòng)平衡試驗(yàn)就是通過測(cè)量、分析機(jī)組振動(dòng)和擺度數(shù)據(jù)，確定轉(zhuǎn)子不平衡力的方位和大小，通過配重來減小不平衡力的影響，它是改善機(jī)組運(yùn)行狀況，保證機(jī)組長期穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。

2 機(jī)組的主要參數(shù)

越南中宋水電站65MW水輪發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)見表1。

表1 越南中宋水電站65 MW水輪發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)

3 試驗(yàn)設(shè)備的布置

越南中宋水電站主機(jī)部分由東芝水電設(shè)備有限公司制造，機(jī)組振擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由北京華科同安提供，所以本次試驗(yàn)的測(cè)試設(shè)備采用東芝提供的M05TH9310E經(jīng)濟(jì)型現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡儀和華科同安的振擺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡儀放置在水車室內(nèi)，在上機(jī)架上水平安裝A測(cè)振傳感器，在下機(jī)架上水平安裝B測(cè)振傳感器，鍵相傳感器安裝在水導(dǎo)油槽蓋板上，鍵相片粘在水輪機(jī)大軸上；華科同安振擺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為永久設(shè)備，在上導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承處安裝擺度傳感器，X方向和Y方向各一個(gè)；在上機(jī)架、下機(jī)架和頂蓋上安裝水平振動(dòng)傳感器和垂直振動(dòng)傳感器，其中水平振動(dòng)傳感器在X方向和Y方向各一個(gè)，鍵相傳感器同樣安裝在水導(dǎo)油槽蓋板上。同一部位的傳感器要盡量安裝在同一水平面上，減少測(cè)量相位時(shí)的偏差。

4 動(dòng)平衡試驗(yàn)

越南中宋水電站2號(hào)機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)與機(jī)組有水調(diào)試試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，根據(jù)本機(jī)組的特點(diǎn)，動(dòng)平衡配重主要分為三個(gè)階段：第一階段是在機(jī)組過速前進(jìn)行粗平衡，使振動(dòng)值小于0．09mm；第二階段是在機(jī)組過速試驗(yàn)后，根據(jù)轉(zhuǎn)子重量重新分布的情況進(jìn)行精確配重；第三階段是機(jī)組帶負(fù)荷及甩負(fù)荷后，由于電磁力的影響，引起新的不平衡，對(duì)配重塊的重量和位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.1 機(jī)組過速試驗(yàn)前振擺監(jiān)測(cè)

2017年3月17日，中宋電站2號(hào)機(jī)組進(jìn)行首次啟動(dòng)試驗(yàn)，啟動(dòng)過程設(shè)置四個(gè)變轉(zhuǎn)速點(diǎn)，分別為額定轉(zhuǎn)速的25%、50%、75%和100%。試驗(yàn)過程中，機(jī)組擺度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如圖1所示。

2號(hào)機(jī)組額定轉(zhuǎn)速下振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表2。

通過以上數(shù)據(jù)分析，下導(dǎo)軸承擺度偏大，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于報(bào)警值320μm，振動(dòng)峰值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0．09mm，機(jī)組運(yùn)行狀況可以滿足后續(xù)的過速試驗(yàn)，為提高機(jī)組調(diào)試工作效率，將試驗(yàn)第一階段的粗平衡配重省略。

圖1 2號(hào)機(jī)組首次啟動(dòng)擺度監(jiān)測(cè)值

4.2 機(jī)組過速試驗(yàn)后調(diào)整階段

2017年3月18日，2號(hào)機(jī)組空轉(zhuǎn)運(yùn)行3小時(shí)后，各部軸承瓦溫度穩(wěn)定，開始進(jìn)行過速試驗(yàn)。根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示，機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的155%時(shí)，飛擺動(dòng)作，最高轉(zhuǎn)速至156．92%。過速試驗(yàn)中，機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表3。

隨著調(diào)試工作的進(jìn)行，2號(hào)機(jī)組開始空載帶勵(lì)磁運(yùn)行，空載狀態(tài)下，機(jī)組振擺數(shù)據(jù)如表4。

由現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡儀測(cè)得上機(jī)架相位φA為5°，下機(jī)架相位φB為18°，通過主機(jī)廠家對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，制定了第一次配重方案，即在轉(zhuǎn)子-Y方向配重 8．4kg。 我 部 人員根據(jù)到貨的配重塊，稱好重量后，安裝在計(jì)算位置（中宋電站的轉(zhuǎn)子支架上預(yù)留有配重塊安裝的螺孔）。配重完成后再次開機(jī)至空載狀態(tài)，機(jī)組的振擺情況如表5。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，配重后機(jī)組的振擺情況略有改善，能夠滿足運(yùn)行要求，但下導(dǎo)的擺度還是偏大。試驗(yàn)人員決定根據(jù)負(fù)荷試驗(yàn)中機(jī)組的振擺狀況進(jìn)行下一階段調(diào)整。

4.3 負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)束后的調(diào)整階段

2017年3月21日，2號(hào)機(jī)組并網(wǎng)，進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)，分別帶、甩25%、50%、75%和100%負(fù)荷，觀察機(jī)組運(yùn)行狀況，并記錄振擺監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在甩負(fù)荷過程中，機(jī)組的振擺數(shù)據(jù)如表6所示。

表2 2號(hào)機(jī)組首次啟動(dòng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)值

表3 過速試驗(yàn)中最高轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)值 μm

表4 空載狀態(tài)下機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)值 μm

表5 第一次配重后機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)值 μm

表6 2號(hào)機(jī)組甩負(fù)荷過程中振擺監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) μm

由于電磁力的影響，引起了新的不平衡。通過東芝、華科同安和水電八局等多家單位對(duì)振擺監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，確定了第二次配重方案，即在轉(zhuǎn)子-Y偏+X 30°方向配重23．8kg。我部人員拆除之前的配重塊，重新在計(jì)算位置進(jìn)行配重，如圖2所示。

配重完成后，啟動(dòng)2號(hào)機(jī)組至空載狀態(tài)，觀察機(jī)組振擺狀況。機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表7和圖3所示。

圖2 轉(zhuǎn)子配重示意圖

以上數(shù)據(jù)可以看出，此次配重后，下導(dǎo)擺度明顯改善，機(jī)組擺度值均小于150μm，振動(dòng)值均小于40μm，達(dá)到優(yōu)良指標(biāo)，動(dòng)平衡試驗(yàn)完成。

圖3 第二次配重后機(jī)組擺度曲線圖

5 結(jié)語

通過此次動(dòng)平衡試驗(yàn)可以看出，影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素很多，在進(jìn)行相位分析和配重時(shí)，要綜合考慮，分清主次，逐步將配重效果達(dá)到最佳。越南中宋水電站2號(hào)機(jī)組在動(dòng)平衡試驗(yàn)后運(yùn)行狀況良好，一次性通過72小時(shí)試運(yùn)行和28天考核運(yùn)行，投產(chǎn)發(fā)電至今，未出現(xiàn)任何機(jī)械故障。該試驗(yàn)提升了機(jī)組的安裝調(diào)試質(zhì)量，使機(jī)組達(dá)到了長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的，并對(duì)同類型機(jī)組的安裝調(diào)試起到了借鑒作用。

表7 第二次配重后機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)值 μm

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1671-0711（2017）10（上）-0095-03