（大唐陕西发电有限公司渭河热电厂 陕西咸阳 712085）
摘要：某电厂1号机组发电机在检修后，带负荷过程中，在机组长周期运行中，发电机轴振一直爬升，最终稳定在160μm附近。经过变氢温试验、变励磁电流试验、变有功负荷试验，得出动静摩擦是发电机振动持续爬升的主要原因。在检修处理后，发电机振动恢复到检修前振动水平。
关键词：发电机；不稳定振动；动静摩擦；处理
Vibration Fault and Treatment of 300MW Turbine Generator
GE yue
Datang Weihe thermoelectric power plant，Xianyang 712085，Shaanxi Province，China.
Abstract：In a power plant Unit 1 generator overhaul，with the load process，the unit in the long period of operation，the generator shaft vibration has been climbing，the final stability in the vicinity of 160μm.After the hydrogen temperature test，the excitation current test，variable load test，come to the static friction is the main reason for the continuous rise of the generator vibration.After overhauling，the generator vibrates back to the vibration level before overhauling.
Key words：Generator；Unstable vibration；Static and dynamic friction；Treatment
0 引言
某电厂1号机组发电机为哈尔滨电机厂有限公司生产的QFSN-300-2—20B型的300MW发电机，采用水—氢—氢冷却方式，励磁方式为自并励静止励磁系统，轴系布置如图1所示，高中压转子、低压转子、发电机转子各两个轴承，励磁小轴尾端无稳定轴承。该发电机自2017年4月检修后，带负荷过程6瓦振动超标，通过密封油温、励磁电流以及有功负荷变化试验，排除其他因素影响，得出引起6瓦振动超标原因为6瓦侧存在动静摩擦。经过检修处理，6瓦振动恢复到检修前振动水平。
⑴动静摩擦。对于发电机转子，由于密封瓦以及油挡间隙较小，可能引起密封瓦或油挡与发电机转子产生摩擦，引起局部热变形，导致转子产生热弯•曲，使转子平衡状况发生变化。该现象会引起发电机振动出现波动，并在长周期运行后，会稳定在一定数值[1]。
⑵匝间短路。在转子带负荷期间，由于电流热效应，会使线圈受热膨胀。如果存在匝间短路，会使线圈受热膨胀不均，产生热弯曲[2]。
⑶线圈膨胀受阻。转子线圈在受热过程中，由于膨胀受阻，导致转子产生热应力，引起转子热弯曲。对于该发电机转子，自投产以来，并未发现类似的故障现象，且本次检修未对发电机转子进行相关检修工作，故排除该故障的可能性。
⑷发电机通风孔不均匀堵塞。通风孔不均匀堵塞导致转子热量不均匀聚集，引起转子热弯曲。
2 振动试验
根据上一节振动现象以及原因分析。为查明振动原因，进行如下试验。
2.1 变氢温试验
负荷在205MW稳定一段时间后，氢温从45℃降低至40℃，维持30min后再上升至50℃，维持30min。期间有功负荷以及励磁电流保持稳定。6瓦振动保持不变。
2.2 变励磁电流试验
有功负荷维持在200MW，励磁电流从1258A变化至2177A，然后降至1257A，无功功率从-70MVar变化至110MVar，稳定50min。观察6瓦振变化趋势。见表2.可以看出，随励磁电流变化，6瓦振动变化6μm。
轴瓦内部有直径2mm的金属块，导致轴颈与金属块一直处于摩擦状态。转子的转动过程，由转子自身转动和绕轴系旋转中心线的涡动两部分组成。无论是正向同步涡动还是反向同步涡动，转子表面一点相较转子表面其他点，始终与轴颈表面最近（如图3所示）。这样，转子在与轴颈处产生摩擦时，始终存在某一固定点，与轴颈处摩擦轴颈处发生动静摩擦，使轴颈处产生不均匀温度梯度，引起转子热弯曲，使转子产生同步失稳。该机组6瓦属于轴系末端轴承，对轴颈处干扰的响应敏感度较高[3][4]，但受外伸端转子影响，轴颈处的挠度的微小变化成级数被放大，导致轴颈处振动出现大幅变化。故6瓦处振动产生明显变化。
图3 转子涡动图
在机组带负荷初期，摩擦处于初始阶段，随着运行时间增加，一直处于摩擦状态，摩擦力一直增加，导致机组6瓦振动持续上升。在长周期运行一定时间后，金属块与轴颈经过长期摩擦，表面趋于光滑，摩擦现象趋于稳定，热弯曲状态稳定于某一状态，使振动一直维持在某一较高水平。随着负荷变化，转子轴心位置相应变化，导致摩擦部位以及摩擦力大小发生变化，表现出振动随负荷变化较明显。就本案例而言，在机组带负荷运行1个月后，300MW工况下，振动维持在160μm左右，且随负荷变化，振动在130μm至160μm之间波动。
4 结语
（1）发电机转子在热态下，由于动静摩擦现象，产生热弯曲，导致振动出现大幅变化。在长周期运行一定时间后，转子处于持续摩擦状态，振动持续上升，但一定时间后，摩擦现象产生的热量趋于稳定，转子产生热弯曲稳定在某一状态，振动会趋于稳定。
（2）对于轴系末端轴承，受外伸端转子影响，轴承处轻微扰动引起的振动响应较大。轴颈与金属块间的接触面较小摩擦产生的热变形较小，但受外伸端转子影响，轴颈处的挠度的微小变化会被放大，导致轴颈处振动出现大幅变化。
参考文献：
[1]施维新.汽轮发电机组振动及事故[M].中国电力出版社 1998
[2]魏继龙，杜君文，刘俊汉等.600MW发电机转子不稳定振动分析及控制[J].中国电力，014，47（1）
[3]吴峥峰，陆颂元.同步振动失稳的莫顿效应及实例[J].汽轮机技术，2009，51（4）
[4]季平，徐自力，杨毅等.莫顿效应及对外伸端转子振的影响[J].振动与冲击，2012，31（5）
作者简介：
葛粤，1978年01月生，男，河南商丘人，汉族，大学本科，工程师，从事汽轮机技术研究及发电设备生产管理工作。
论文作者:葛粤
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：转子论文; 轴颈论文; 发电机论文; 摩擦论文; 负荷论文; 机组论文; 稳定论文; 《电力设备》2017年第31期论文;