摘要：文章针对日常操作中660MW机组汽轮机振动异常的原因进行了叙述，并对高中压转子异常振动等原因进行了分析，对如何预防和处理660MW机组汽轮机振动异常进行了阐述，希望对汽轮机组的安全运转与维护提供有效建议。
关键词：660MW机组；汽轮机；振动异常；转子；火电厂
建国以来，随着我国电力事业的不断进步，发电方式有了长足的改进，但是火力发电依然是我国发电的主要渠道。在大部分发电企业中，660MW火力发电机组依然是发电的重要设备之一。一直以来，660MW火力发电机组的震动异常都是电力企业在设备运行检修与维护时较为关注的一项内容。基于此，笔者结合工作经验，对汽轮机组震动异常的具体原因进行了总结和分析，并对该类故障的处理方式进行了简单的介绍。
一、660MW机组汽轮机设备振动问题相关试验
1、振动相关试验
为查明振动原因，机组在调试过程中穿插进行了变密封油温、变冷却氢温、变励磁电流等试验，同时进行转子动平衡试验以及在不同负荷工况下测试匝间短路。
2、动平衡配重试验
最初尝试对轴系进行了一次动平衡配重，试图补偿热态下转子的振动变化。动平衡后，在空载及低负荷区间取得一定效果，振动降低至合格水平，但是大负荷后仍然出现较大的振动变化，振幅仍然大幅超标。另外，根据电机厂提供的发电机转子出厂前的动平衡试验原始报告表明，该转子冷态下平衡状态尚可，但热态下平衡状态较差，厂内动平衡配重也未取得预期效果，说明问题的根源不在于质量平衡等机械方面的缺陷。
3、变密封油温试验
试验中振动基本保持稳定，说明改变密封油温对发电机振动基本没有影响。
4、变冷却氢温试验
试验中将氢冷器冷风温度从38℃，提高到48℃，5X轴振动从130μm增大到145μm左右，#6轴振动变化不大。恢复氢温到原始值后，振动不降低，短时间无法恢复原始值。
5、探测线圈波形试验
在短路试验状况下通过探测线圈波形法测试转子是否存在匝间短路，未发现异常。
6、变励磁电流试验
为验证励磁电流与七瓦振动之间是否存在关联，进行了变励磁电流试验。机组负荷337MW，通过缓慢增加励磁电流，观察振动变化情况。通过试验发现励磁电流变化对七瓦振动有明显影响。 当时机组满负荷运行，试验时将发电机励磁电流从3969A升高至4445A左右，7X轴振动从187.8μm突然增大到251.1μm，随即降低励磁电流，振动值也不降低，降负荷至300MW以下，振动虽有下降趋势，但是降速非常缓慢，由此怀疑发电机转子存在动态匝间短路现象。
7、不同负荷下匝间短路试验
为进一步验证发电机是否存在匝间短路，在不同负荷工况下进行测试，发现小于500MW时波形无匝间短路特征，550MW时开始出现匝间短路特征；600MW时波形存在匝间短路特征，逐渐减少负荷，至500MW时波形仍存在匝间短路特征，450MW时波形基本在合格范围， 400MW时稳定后无匝间短路特征，所有短路波形主要集中在第7槽、8槽。从测试结果偏差率数据分析，认为不存在稳定性匝间短路故障现象，转子振动异常可能由于线圈热态膨胀位移所致。
二、一起660mw蒸汽轮机组振动异常分析及处理
1、原因分析
发电机组振动异常一般有机械、电气等方面原因。根据动平衡试验结果以及对低-发联轴器晃度和螺栓紧力进行了复测，与安装数据比较，未见明显变化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆鉴于振动变化与负荷及励磁电流的对应关系，基本可以排除出动静碰磨、质量不平衡、中心不正等机械方面的因素，可能存在动态匝间短路或线圈绕组热膨胀不均等电气原因引发转子热态不平衡导致振动。 从试验分析看，振动异常与励磁电流存在密切联系，在较大的励磁电流下表现尤为明显。根据国电技术研究院在发电机带不同负荷工况下匝间短路试验分析，尚不存在稳定的匝间短路现象，因此判断转子振动异常的主要原因为线圈热态膨胀不均导致转子热不平衡。
2、处理情况
考虑到发电机转子故障处理的技术及环境要求较高，决定更换发电机转子后再次启动，升速过程轴系振动最大未超过100μm，额定转速下，轴系振动均小于76μm，经过168小时试运行至今，机组轴系振动基本处于优良水平。
3、转子检查结果
原转子返厂后，对转子进行了解体检查和出厂质检记录复查，由于电机厂对该机型转子主绝缘进行优化，针对楔下垫条的滑移层材料进行升级，存在新、老两种滑移层绝缘垫条混装，热态下不同摩擦系数的楔下垫条产生不均匀的作用力，导致转子热态不平衡振动异常。
（1）汽、励端第一风区存在不同材料楔下垫条混装，而转子楔下垫条混装（不同滑移效果）导致热态情况下铜线热胀冷缩不均；
（2）有三分之一楔下垫条的导风镶条上局部点高出楔下垫条滑移层平面，导致部分滑移失效；
（3）复查转子出厂原始动平衡试验数据，曾发生热矢量超标现
象，经试验人员对怀疑干扰点校正后，根据冷态平衡数据推算热态值有误，未再次进行热态平衡试验进行核实。 更换该转子楔下垫条后，重新进行动平衡试验，热态振动异常现象消失。
三、对震动异常现象的技术优化
为了防止出现不安全隐患，避免重大安全事故的发生，笔者建议机组车间部门应按照相关的规定采取措施，关注机组的震动数据。
1、定期安排检修计划
针对上述问题，车间主任或班长要结合机组的参与应力释放现状制定相应的机组检修计划，在应力释放进入稳定期后进行揭缸检查，查看转子是否出现弯曲，再由技术人员决定机组持续工作性能，对于需要处理的应及时提交现场直轴或返厂修理等处理的报告。
2、监视参数变化动态
在实际操作中，火电厂660MW机组汽轮出现震动数据异常的原因是十分复杂的，机组内部结构中任何一个部件都会导致振动上的不规律。因此，操作者在工作过程中，要时刻关注机组的运行参数，包括进汽参数、油温参数、疏水参数、油质等，及时分析汽轮机异常振动的真实原因，以便促进解决异常振动。由于末级较长，汽轮内部的气体在叶片膨胀末端产生流道的紊乱会导致气流激振。所以，在检测参数的时候，要对以下两种参数进行及时的监测：机组出现大量值的低频分量以及运行参数的爆发性变动量。尽量避免负荷的剧烈波动，调节负荷时，要合理设置升负荷率。
3、进行设备结构维护
机组内部的轴承距离也是引发机组异常振动的重要原因之一。若轴承间隙过小或过大，会导致机组内部结构的碰撞或者运行不稳定。因此，在对汽轮机组进行调整与维护时，需要根据原始数据将轴承间隙重新控制在一个合理的区间内，以确保汽轮机组的健康运转。 同时，为了保证转子的运转顺畅，还要对转子的油膜等构件进行定期的检查与更换。如果大机组顶轴油没有调好，就会削弱油膜的工作效果，导致轴承之间的润滑失灵，加大振动变化。因此，设备的使用者要经常检查油膜、溢流孔等结构是否合理正常。
结语 ：火电厂660MW机组汽轮出现异常振动的根源是十分复杂的，从长期的工作经历中总结出来的各种操作流程和历史数据是当前的管理维护过程中可以运用的经验。因此，工人一定要在日常的操作中牢记本文对汽轮机组振动异常原因的分析方式，并结合不同的工作环境进行具体应用。同时，管理者还要在以后的工作中不断学习、仔细思考，发现机组异常的细微变化，争取找到更快、更方便的判断、分析方法，为火力发电节省更多的能源，提高发电效率，创造更大的价值。
参考文献
[1] 崔亚辉.超临界660MW机组异常振动频率的诊断与处理[J].热力发电，2013，（9）.
[2] 曹浩，施青.汽轮机轴承故障引起的不稳定振动特征分析[J].湖南电力，2015，（3）.
论文作者:齐仕潮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
标签：转子论文; 机组论文; 异常论文; 动平衡论文; 负荷论文; 电流论文; 汽轮论文; 《电力设备》2018年第30期论文;