摘要：随着我国社会生产力的不断提高，社会各界对电能的需求量也越来越大，而汽轮机组作为发电厂中做主要的发电设备，在电能的生产方面起到了重大的作用。然而保障汽轮发电机组的正常运行是提高发电厂电能产量的重要基础。 350MW汽轮机作为发电厂常用的机组，经常会出现机组振动的故障。基于此，本文首先对某电厂350MW汽轮发电机组的振动故障进行分析，随后根据分析结果给出350MW汽轮发电机组的振动故障的解决措施。以此仅供相关人士进行交流与参考。
关键词：某电厂；350MW汽轮机；振动分析；处理方法
引言：
电能作为我国最基础的能源，电能俨然已经成为我们日常生活中无法离开的重要性能源，因此保障好汽轮发电机组的正常运行是提高发电厂电能的前提。汽轮发电机组属于一种转动速度比较高的机械设备，时常会出现振动的故障，本文首先分析了某发电厂的350MW汽轮机运行过程中存在的振动故障，随后给出了一些350MW汽轮机组运行过程中处理振动故障的方案。
一、某电厂350MW汽轮发电机组的振动故障分析
（一）350MW汽轮发电机组简介
某电厂的汽轮发电机组采用的是350MW机组，一次中间再热、两缸两排汽、单轴、空冷凝汽式汽轮机。该汽轮机组轴系的主要组成部分包括发电机、励磁机转子以及高压、低压、中压三种转子。其中励磁机转子悬挂于发电机转子5号轴承后端的4个径向椭圆形支撑轴承，而米切尔轴承则作为推力轴承。同时为了探测轴承的振动情况，每个径向轴承都安装着x、y两个电涡流传感器振动测点，而且两个振动测点相互垂直，y测点在锅炉一侧，而x测点则处于除氧器一侧。在汽轮发电机组的4号瓦轴和5号瓦轴设立振动值逻辑保护固定值：170um为自动跳闸值，110um为报警值[1]。
（二）振动故障与振动原因分析
某电厂350MW汽轮发电机组的运行过程中，时常出现4号瓦振动异常，且为x方向，而且振动的幅度的趋势越来越明显，其中还出现过一次异常突变情况。振动异常情况见图一。从图中可以看出，虽然3号瓦和4号瓦的振动数值依旧在合格范围之内，但是仍然可以发现3号瓦的y值变化量很大，最大变化量达到48.34um，而4号瓦的x值量变化很大,最大的变化量达到34.9um。
（表一）机组最近五月的振动记录数据
4号瓦轴振动幅度增大时，同时也影响着相邻的3、5号瓦轴，但是通过降低无功功率的方法也依旧无法改变振动异常情况。因此相关部门对4号瓦轴的振动故障开始进行分析诊断。首先从基础支撑动刚度和激振力两个转动机械要素展开分析。
1）振动检测信号
根据振动图可以发现3号瓦轴y方向在0—16Hz低频振动并不稳定，特别是在20~50um之间出现快速摆动和大幅振动的情况。由此可见很可能是因为测点松动、接地不良、测量信号不佳导致出现的信号失真现象。因此该测点数据不适合用于对4号瓦轴的振动进行分析[2]。
2）质量不平衡
进一步对图上振动数值分析，可发现4号和5号瓦轴主要的振动信号为基频，同时也伴随着较少的二倍频，属于一种强迫振动。因为这些振动数值比较大，可以说明发电机转子存在一些问题。首先可能是因为发电机转子无法达到平衡状态，所以导致七号瓦轴出现不平衡的振动。而且4、5号瓦轴都是同相位振动，很明显可以看出发电机转子存在质量不平衡的问题，发电机转子主要起到传递扭矩的作用，一旦扭矩太大或者是局部出现松动，就会使得瓦轴出现振动故障[3]。另外发电机转子存在局部热弯曲，说明发电机转子冷却条件的均衡性太差，这样也会使得瓦轴出现振动情况。而不均匀热源或者是不均匀冷却都会导致发电机转子热弯曲，但具体的原因还需要进一步分析查明。
3）基础支撑动刚度
经过分析，可以发现机组的振动主要和有功负荷有关，而且最近的波动都出现在高负荷阶段，由此可以推断出瓦轴载荷减小、发电子转子脱空、轴瓦支撑刚度降低等都可以导致发电机组振动突变，因此在检查振动故障时要重点对发电机的地脚螺栓进行检查。
二、350MW汽轮发电机组的振动故障的解决措施
首先对励磁机晃度进行检查，检查结果见图二。通过图中数据可知，在3、4、5三个侧点上出现了高点，而且最大晃度几乎达到240um，明显超过了制造商的标准要求（210um）。
（表二）励磁机晃度检查记录表
其次对4、5号的瓦轴紧力进行检查测量，发现两个瓦轴之前的缝隙都大于标准要求20到30um之间（其中5号瓦有90um的间隙，4号瓦有将近50um的间隙）。在对对轮中心进行复查时，发现一组对轮存在对轮间无张口的现象（发电机中心偏左0.12um，中心低0.13um），而且对轮连接螺栓的力矩并不均匀，力矩最大达到9000Nm,最小达到4500Nm,而其他的差不多都在5000 Nm这个范围上下。
最后检查地脚螺栓的紧力情况，发现5号瓦左侧螺栓没有紧力，4号瓦将近有4个地脚螺栓出现紧力不足的情况。而且在全部抽出发电机基础的垫片后，可以检测出垫片厚度没有呈现等比例变化，进一步说明基础支撑动刚度受力不均匀，发电机定子地脚受力不均匀[4]。
由上文的检查情况可知，首先要将励磁机晃度调整到标准范围之内，其次在对4、5号瓦轴进行紧力修复。对于对轮中心存在的问题，可以通过改变垫片的数量来调整发电机转子扬度。最后则可以改变发电机定子基础垫片来调整定子支撑刚度。
三、结束语
总而言之，350MW汽轮发电机组的正常运行是提高发电厂电能产量的关键，因此需要及时发现并分析350MW汽轮发电机组的振动故障，并及时解决，从而保障发电机机组的正常运行。本文根据某电厂350MW汽轮机的一次振动故障，从振动检测信号、质量不平衡以及基础支撑动刚度这三方面进行仔细地检查，随后对这三方面对350MW汽轮机进行调整，从而从根本上解决350MW汽轮机的振动问题，保障350MW汽轮机正常稳定的运行。
参考文献：
[1]李剑, 高宇斌, 马野. 某电厂350MW汽轮机轴系振动的原因分析[J]. 电站系统工程, 2015, 34(06):39-40.
[2]吴晶. 某热电厂1号机AB给水泵汽轮机振动原因分析及处理[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2014(14):163-164.
[3]王羽, 徐伟轩, 郭宝仁. 某350MW汽轮发电机组多平面一次加重振动测试分析[J]. 发电与空调, 2014(6).
[4]吴玉华, 路鹏. 某超临界350MW机组叶片结垢分析及对策[J]. 中国科技纵横, 2014(20).
论文作者:范智杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
标签：机组论文; 汽轮论文; 转子论文; 发电机论文; 汽轮机论文; 故障论文; 电厂论文; 《电力设备》2019年第12期论文;