1000MW二次再熱汽輪發(fā)電機組振動故障分析及處理

夏 芃，徐福斌，許 堯

(國電泰州發(fā)電有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

泰州公司二期工程4×1000MW機組系上海電機廠THDF125/67型二次再熱汽輪發(fā)電機組。3號、4號機組分別于2015年10月、2016年1月投產(chǎn)。調(diào)試期間4號機8、9號瓦振動偏大，經(jīng)過多次檢查和加裝平衡塊，效果不佳。2017年1月根據(jù)上海電機廠動平衡方案，在發(fā)電機勵磁機風扇處(9瓦)的平衡槽內(nèi)173°位置加裝210g的平衡塊。投運后絕對振動變化不大，相對振動8瓦變大(約56μm升至90μm)，9瓦變小(約101μm降至67μm)。一方面長期高頻振動造成的焊縫裂紋，另一方面支吊架設計不合理，焊縫處應力超標，兩者共同造成了氫氣管道焊縫裂紋。發(fā)電機8瓦處振動，是由綜合因素造成的，需要從軸承情況、臺板基礎、內(nèi)部碰摩、發(fā)電機熱不平衡、轉(zhuǎn)子不平衡因素綜合檢查考慮[1]。

1 檢修情況

根據(jù)廠家設計要求及檢查標準，對軸瓦安裝情況進行檢查，重點檢查瓦枕接觸面積需75%以上，饋油孔周圍應100%密封，用塞尺檢查軸瓦與軸承座間隙，要求油槽附近接觸面合格以及0.02mm塞尺塞不進，軸承座與下半軸瓦在哈夫面處的結合面，可以允許用0.1mm塞尺向下塞入長度約50～60mm，最大不超過100mm?，F(xiàn)場檢查結果發(fā)現(xiàn)汽、勵端下半軸瓦與軸承座間隙0.02mm不入，8瓦軸承座接觸面達80%左右，軸承座與下半軸瓦在哈夫面處的結合面用0.1mm塞尺可以塞入130mm，7瓦軸承座接觸面達65%左右，軸承座與下半軸瓦在哈夫面處的結合面用0.1mm塞尺可以塞入130mm，軸瓦各項檢查合格。檢查小軸軸瓦承載情況，需保證軸瓦承載小軸一半的質(zhì)量。架表用行車進行測量，要求軸瓦載荷在4.5t左右，現(xiàn)場檢查結果表明，使用行車抬起勵磁機轉(zhuǎn)子進行測量軸瓦承載情況，用手拉葫蘆拉行車承載到4t左右，百分表讀數(shù)顯示為0.05mm，用銅棒輕輕敲下半軸瓦，有明顯的松動感，軸瓦承載不夠。降負荷過程中9號瓦低頻量越來越大，發(fā)生了油膜震蕩，直到2600r/min低頻量才消失。所以9號瓦要檢查瓦的頂隙及瓦的接觸情況，要加大9號承載通過9瓦抬高0.2mm的方法，使9瓦承載加大，提高了軸系的穩(wěn)定性。0.05mm塞尺檢查發(fā)電機機殼與墊片的間隙，需墊實并打緊螺栓?，F(xiàn)場檢查結果表明，汽、勵端定子底角面與墊片之間0.05mm不入，間隙合格。另外對發(fā)電機地腳架表，松地腳螺栓，保證表變化幅度在0.03mm以內(nèi)，也符合要求。該發(fā)電機修前軸振偏大，但相比其它軸承，僅大10～20μm，但瓦振大很多，懷疑是發(fā)電機臺板或者軸承剛度問題，支撐方面可能有間隙。但最后檢查結果沒有發(fā)現(xiàn)問題。油擋間隙的檢查，發(fā)現(xiàn)所有密封瓦油擋，支撐瓦油擋均有碰摩痕跡，軸頸處有明顯溝槽。按照標準值上限進行調(diào)整，避免碰摩導致的振動[2]。

2 動平衡處理分析

泰州公司4號機組于2016年1月投產(chǎn)，投產(chǎn)初期發(fā)電機7號瓦、9號瓦軸振大，特別是9號瓦軸振大，商業(yè)運行后發(fā)電機振動有所變化。根據(jù)上海發(fā)電機廠專業(yè)人員在2016年12月26日測試的數(shù)據(jù)，發(fā)電機7號瓦軸振動良好，勵磁機端軸振(9瓦)偏大，電機廠對發(fā)電機組進行動平衡處理，具體為在9瓦的勵磁機風扇上進行配重，平衡塊質(zhì)量及角度為：215g，163°[3]。在勵磁機風扇上按上述質(zhì)量及角度加重后，2017年2月16日啟動，23時45分定速3000r/min，2017年2月17日先后啟、停3次，每次啟動定速3000r/min時振動幅值和相位都略有變化，2017年2月20日機組因故停機，2月21日再次啟動，此次啟動后，帶負荷運行，7、8號瓦軸振有所增大。2018年2月8日機組大修停機前再次對機組振動進行測試[4]。有關數(shù)據(jù)表明，7瓦軸振矢量定速3000轉(zhuǎn)時與帶負荷時有較大差別，是此次查出的密封支座碰磨引起。檢修調(diào)整好密封支座間隙，會改善爬升現(xiàn)象， 因此7瓦處暫不作平衡加重處理。8瓦軸振矢量定速時與帶負荷時變化不是太大，考慮到8瓦瓦振比較偏大，實施一下平衡加重，降低不平衡激振力，改善8瓦的瓦振響應。

機組在帶負荷運行后，7、8號瓦軸振振動均出現(xiàn)較大變化，因此發(fā)電機可能存在碰摩、熱不平衡問題，本次檢修中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機汽端密封支座、外油擋位置有摩痕，發(fā)電機勵端密封瓦油擋處有摩痕。在本次檢修中即根據(jù)原來數(shù)據(jù)進行加重處理[5]。如果根據(jù)原來數(shù)據(jù)加重，可考慮勵發(fā)靠背輪處加重P8為400g/140°。角度為從鍵相槽處逆轉(zhuǎn)向度量。在這之前，由于本計算所依據(jù)的鍵相位置為根據(jù)前面經(jīng)驗所確定，在本次加重前，需要電廠再次確認軸振傳感器X、Y的安裝位置、以及鍵相傳感器的安裝位置，是否如圖1所示。

原來方案400g/140°，加重位置應在9號孔，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)9、10、11、12號孔均加有平衡塊，原先預定的位置被占，采用高密度材料的平衡塊，在原有平衡塊基礎上增加400g質(zhì)量，圓滿解決了現(xiàn)場遇到的困難。因為氫氣管道非熱力管道，支吊架為現(xiàn)場施工單位自行設計，在水平段往上爬升段底部缺乏支撐，所有垂直段質(zhì)量均由焊口承受。因此考慮在垂直段最底部加裝支撐，減少焊縫受力。對8瓦底部其余焊縫進行拍片探傷檢測，排除之前振動可能帶來的隱患。對其余支吊架進行普查，排除局部管道焊縫受力超標情況。

圖1 傳感器X、Y、鍵向傳感器的安裝位置

3 結語

由990MW負荷下檢修后振動數(shù)據(jù)可見，8瓦的軸振和瓦振都有明顯下降，就地手摸發(fā)電機設備和氫氣管道，再無發(fā)麻感覺，處理效果良好。從根本上解決了發(fā)電機振動的問題和管道振裂的隱患。修后8瓦的軸振相比其它的較小，但瓦振比臨近軸承還是要高，排查設備結構無異常后，通過降低軸振來降低瓦振。