某電廠7號軸瓦振動的分析與處理

鄭州燃氣發(fā)電有限公司 趙剛

1 引言

某電廠#1機組采用QFSN—300—2型發(fā)電機，與N300—16.7/537/537型汽輪機配套。#5、#6軸瓦采用圓筒瓦，為發(fā)電機前后支持軸承；發(fā)電機采用靜態(tài)勵磁，#7軸瓦為集電環(huán)短軸的后部穩(wěn)定支持軸承，采用四瓦塊可傾瓦；集電環(huán)短軸與發(fā)電機采用剛性聯(lián)軸器連接。

2 事故現(xiàn)象

#1機組自投運以來，#7軸瓦曾經(jīng)發(fā)生過幾次Y向軸振過大的現(xiàn)象，Y向軸振曾經(jīng)達到跳機值，小修后啟動時Y向軸振曾經(jīng)達到330um。2016年4月6日以來，Y向軸振過大（超過125um）的次數(shù)明顯增加，持續(xù)時間明顯增長，振動的幅值逐漸加大。到4月19日，#7軸瓦Y向軸振已經(jīng)增大到190um，而且呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，即：每天中午氣溫開始升高時振動開始增大，一直到下午14：00左右達到最大，隨后振動逐步減小，到晚上氣溫下降后，振動基本上減小到80um左右，也就是7Y軸振對大氣溫度的變化比較敏感。針對以上情況，在不能克服振動的前提下，制定了詳細的處理預(yù)案。4月26日12：25，7Y軸振達到261um，被迫打閘停機。#1機組運行期間#7軸瓦的瓦溫一直穩(wěn)定，在80℃左右。

3 事故原因分析

針對機組安裝期間汽輪發(fā)電機廠不準(zhǔn)對#7軸瓦進行任何調(diào)整的要求，#7軸瓦的各方面技術(shù)指標(biāo)應(yīng)在加工配制過程中予以保證。而根據(jù)#1機組#7軸瓦返廠的檢查結(jié)果，有充分理由懷疑#7軸瓦墊鐵的加工過程中存在較大誤差導(dǎo)致對軸振的放大。

振動對氣溫敏感是根據(jù)一段時期以來振動情況的規(guī)律性總結(jié)，是一個值得進一步關(guān)注和研究的課題。不能排除集電環(huán)短軸的質(zhì)量問題、碳刷環(huán)的熱變形問題等因素。

對于軸瓦問題的處理，只是解決了一個方面的問題?？陀^的說，軸瓦制造方面的缺陷只是放大了軸向振動，現(xiàn)場和汽輪發(fā)電機廠對于軸瓦的處理僅僅是在軸瓦方面采取了抑制振動振幅的必要措施。真正引起振動的根源仍然需要進一步分析查找。

4 事故的處理和結(jié)果

#1機組停機后，鑒于#2機組正在小修，兩臺機組均處于檢修狀態(tài)，立即組織河南省電力試驗所的振動專家、汽輪發(fā)電機廠代表和公司有關(guān)技術(shù)人員進行事故分析。經(jīng)過認真研究分析和充分論證，決定對#1機組#7軸瓦抬軸量增加0.10mm，并對集電環(huán)通風(fēng)孔、葉輪、風(fēng)道、碳刷架進行清理。

遵照制定的處理方案，檢修人員和有關(guān)技術(shù)人員進行了具體實施，處理結(jié)果為：在原來的抬軸量基礎(chǔ)上進一步抬高0.10mm，同時把#7軸瓦的進油節(jié)流孔板孔徑由∮15mm擴大到∮25mm。另外，對集電環(huán)通風(fēng)孔、葉輪、風(fēng)道、碳刷架進行了徹底清理。

整個檢修工作結(jié)束后，#1機組于4月30日14：22進行沖轉(zhuǎn)，14：34轉(zhuǎn)速達到2574rpm時，瓦溫急劇上升到100℃被迫打閘停機。機組停運后解體#7軸瓦后發(fā)現(xiàn)瓦塊鎢金和軸頸磨損，軸頸處晃動0.07mm。針對這種情況決定對集電環(huán)短軸軸頸磨損現(xiàn)場進行打磨處理，軸瓦返回汽輪發(fā)電機廠處理。#7軸瓦返廠處理期間，電廠有關(guān)人員進行了軸頸打磨、碳刷架解體清理檢查等工作。

損壞的軸瓦在汽輪發(fā)電機廠進行了徹底檢查，發(fā)現(xiàn)墊鐵的一個直徑方向上的外徑比設(shè)計值小0.25mm，另外一個直徑方向上的外徑比設(shè)計值小0.15mm，這種情況直接影響軸瓦的受力和振動。鑒于電機廠要求安裝現(xiàn)場不準(zhǔn)對#7軸瓦進行任何調(diào)整，因此在安裝和此前檢修時都未對#7軸瓦進行過調(diào)整，完全依靠廠家的加工質(zhì)量給于保證。電機廠不能解釋這種現(xiàn)象，只得對四塊墊鐵按設(shè)計尺寸進行重新裝配加工，理論緊力為0.03mm，同時按設(shè)計尺寸加工配置了四塊可傾瓦塊。

在軸瓦返回電廠以后，立即進行了回裝?；匮b過程中的測量數(shù)據(jù)證明，新加工的軸瓦回裝后不需進行任何調(diào)整就達到汽輪發(fā)電機廠的技術(shù)要求：抬軸量為0.09～0.12mm（有0.03mm的晃動），軸瓦緊力為0.025mm。#1機組啟動再次，經(jīng)過沖轉(zhuǎn)、帶滿負荷考驗，#7軸瓦振動穩(wěn)定在70～80um之間，瓦溫穩(wěn)定在60℃左右，其他相關(guān)設(shè)備也無異常，機組投入正常連續(xù)運行。

另外，在整個檢修過程中，盤車是一大困難，一是缸溫較高，二是盤車裝置容易脫扣，給整個檢修過程帶來較大困難。根據(jù)#1機組試運期間盤車曾經(jīng)嚴(yán)重損壞的情況分析判斷，盤車內(nèi)部傳動機構(gòu)仍然存在缺陷，需要在大修期間徹底檢查處理。

5 防范措施

運行過程中嚴(yán)格按照廠家的技術(shù)要求調(diào)整汽輪機和發(fā)電機的各種參數(shù)，盡可能避免其他因素引起振動，比如氫氣溫度、密封油溫度等；定期清理碳刷架冷卻風(fēng)道、冷卻風(fēng)進口濾網(wǎng)，保持集電環(huán)通風(fēng)孔的清潔，避免灰塵聚結(jié)影響散熱；有機會及時清理碳刷環(huán)冷卻孔；必要時采取強制冷卻碳刷環(huán)的方法避免熱變形；如振動依然發(fā)生，有機會應(yīng)對集電環(huán)短軸進行徹底檢查，作動平衡試驗，并對聯(lián)軸器中心情況進行復(fù)查；#1機組大修期間，對盤車裝置進行徹底檢查檢修。

6 結(jié)論

經(jīng)過研究分析，能夠排除運行、檢修原因引起振動的可能；汽輪發(fā)電機廠軸瓦制造方面的缺陷是一個重要原因；集電環(huán)短軸的問題有經(jīng)過近半年的運行考驗和大修時徹底檢查初步確認存在制造缺陷。