摘要：双水内冷发电机因转子冷却水线圈局部堵塞引起发电机转子剧烈振动，其原因是带负荷运行时水路堵塞的转子线圈所产生的热量不能及时带走，使转子存在径向温差，造成转子膨胀不均，从而产生热弯曲，最终导致转子产生剧烈振动。通过对转子水进行反冲洗后，再次启机振动得到有效控制。
关键词：发电机转子冷却水 振动 热弯曲 堵塞
0 引言
某电厂2×300MW机组在调停后再次启动过程中出现4、5、6瓦轴振突升，后续经现场排查分析为转子水堵塞造成发电机转子受热不均导致不平衡引起的振动，清理完成后再次启动振动恢复优良指标。
1 概述
某电厂发电机汽轮机CZk300/292.5-16.7/0.4/538/538型亚临界，一次中间再热，单轴，两缸两排汽、单抽供热直接空冷凝汽式汽轮机，1至4瓦为可倾瓦，5、6瓦为发电机椭圆瓦；发电机为QFS2型300MW等级双水内冷汽轮发电机
2 振动事件经过及运行中的处理
2.1 事件发生前机组状态
事件发生前机组处于正常备用状态，本次机组启动前没有进行本体检修工作，并且在机组投运至今未发现任何问题及数据异常情况，机组正常冲转至3000rmp，空载状态下各瓦轴振通频值均在65μm以下，处于优秀范围内。
3 机组并网以后带负荷情况
并网后负荷提升至39MW的过程中，6瓦振动出现异常，瓦振由15μm突然增大到31μm，轴振X6由41μm增大到126μm超过报警值，轴振Y6由34μm增大到77μm，5瓦轴振X5由22μm也随之增大至78μm，其他各瓦轴振、瓦振变化不明显。机组带负荷至101MW，4、5、6瓦轴振有明显上涨趋势，尤其6瓦X向到达了244μm。而且在升负荷阶段过程中，振动随负荷上涨而增大，成正比关系。
4采取的措施和分析
4.1怀疑碳刷和发电机轴存在碰磨，在线对碳刷逐个拆除观察轴瓦振动，没有效果，排除碳刷影响。
4.2 机组在带负荷开始上涨后，就地使用测振仪测量6瓦轴承箱振动，与远传测点相符，并非误报。
4.3 为防止振动继续劣化，将发电机励端进风温度由32℃降低至28℃，各瓦振动均有不同程度变化，其中5、6号轴振变化最为明显，轴振X5由106μm下降至87μm，轴振X6由245μm下降至141μm。
4.4 机组上次启动中，3000rmp转子水流量为32t/h，本次流量为30.7t/h，较之前降低了1.3t/h，怀疑为转子水存在堵塞，现场想用不断变换转子水进水压力的方法来提升转子水流量，实验后流量变化不明显，且恢复到调整前转子水压力运行，转子水流量没有上升，仍为30.7 t/h。
4.5 机组停运情况
4.5.1机组打闸后，机组振动快速恢复正常值
4.5.2 机组停机后，投盘车过程中，从发电机出水支座窥视窗可见B6、B7出水孔出水不畅、存在堵塞。
5 检修前故障分析
5.1 频谱分析
图2 升负荷1～6瓦轴振
经查阅机组振动在线检监测分析系统，对可能引发机组振动故障的原因进行了逐一排查。振动信号属于以基频为主、2倍频较少的强迫振动。由于该振动值的基值较大，说明机组转子可能存在以下问题：
1）发电机转子平衡状态恶化，引起了不平衡振动。对轮螺栓主要起到传递扭矩的作用，当出现局部松动或者过力矩时，振动强度与机组负荷存在很大关系。由于对轮相近的4、5瓦没有相近相位的振动，而且主要振动集中在5、6瓦上面，故排除对轮螺栓问题。
2）从不均匀热源方面看，由于振动与无功负荷关系不大，基本可以排除因发电机局部匝间短路、端部线圈配置受阻和材质缺陷引起的发电机转子热弯曲；发电机转子存在局部热弯曲，通过运行对机组风温的调整试验看，振动随风温降低而减小，转子热弯曲现象基本符合。
3）分析发现机组的振动与有功负荷的关联性较大，造成发电机轴振动突变的原因可能为轴瓦标高变化、发电机转子脱空、轴瓦支撑刚度降低、轴瓦载荷减小等，因此在检修时重点检查。
在排除上述情况以后，只能是由于发电机转子进水回路局部堵塞造成，增加励磁电流后，发电机转子径向产生温差，引起转子热弯曲，导致振动变化。
5.2 检修情况
1）转子水泵入口滤网较脏，堵塞了少量黑色片状杂质、泥垢和部分纤维丝状杂质，检修人员将滤网清理干净后回装。
2）#4、#5、#6瓦翻瓦检查轴瓦均有轻微磨损，划伤处轻微修刮后着色检验未见乌金脱胎现象，清扫后回装。
3）经华北电科院的RSO试验结果合格，排除了转子匝间短路故障。
4）根据发电机厂家指导对发电机转子进行水流量试验，采用将所有汽侧出水口反向交替充入压缩氮气和冷却水，过程中对B6B7出水孔增加了冲洗次数，经冲洗发现转子冷却水管内部有大量黑色柳絮状物品以及线性物品，经不断交替进行冲洗直至各个出水口出水干净无杂物，水流量基本保持一致。再次启机并网后，转子水流量从振动异常时30.5T恢复至32.6T。
6 结语
电厂首次出现因发电机转子水管路堵塞导致轴瓦振动大的情况，发电机转子冷却水管路堵塞，不但会引起转子局部振动，还会造成转子局部过热，造成绝缘老化，严重会导致匝间短路等电气故障，在安装，运行和检修期间不光要监督内冷水水质，还要关注清洁系统，滤网完整程度，对机组小修及临修的视情况尽量安排转子反冲洗，在发电机大修期间，必须进行转子水流量实验，若流量不合格务必要进行转子水反冲洗，直至各个回路流量一致。定期清理转子水箱并及时更换转子水管滤网，并保证水源不存在有污染等危害影响。
参考文献：
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[2] 周志辉，李正奉 低电导率体系中铜的腐蚀规律及缓蚀剂的应用[J]华东电力 2004年第6期
[3] 王涌，刘斌，何蓉，等 水内冷发电机定子线棒堵塞的处理方法[J]电力安全技术 2009年第3期
作者简介：
杨宏（1986-），男，开滦协鑫发电有限公司，设备管理部汽机专工，本科.
论文作者:杨宏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
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