淺談發(fā)電機組常見振動故障診斷與對策

1、 現(xiàn)代大型火力發(fā)電機組無一例外的采用了分散控制系統(tǒng)（DCS）其高度的穩(wěn)定性、冗余性、分險分散性、集中顯示性、組態(tài)靈活性為機組的安全運行提供了有力的保障，但是系統(tǒng)的高度自動化不能完全代表機組的安全化。從高壓、超高壓機組結(jié)構(gòu)來分析：兩轉(zhuǎn)子三軸承結(jié)構(gòu)、加長軸構(gòu)、雙層缸結(jié)構(gòu)、軸封的無套化結(jié)構(gòu)及軸系的延長等均使其軸系體現(xiàn)了脆弱的一面，也使機組的振動故障更加復雜化、隱蔽化、多元化，致使許多發(fā)電廠“談振變色”有些振動故障在國內(nèi)已有了較好的解決辦法和較深的機理研究， 但也有一些振動問題，至今還困擾著我們，尤其是大型機組的振動故障已成為當前的一些突出難題，無論是激振原因還是振動機理以及解決辦法還處于摸索、探討和

2、研究之中。有些振動問題激振原因和振動機理很簡單，但處理很復雜，如氫冷式發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱彎曲問題，至今還沒有較好的解決辦法，諸如轉(zhuǎn)子線圈局部對地和匝間短路，通風孔局部堵塞，銅損和鐵損不均勻，以及轉(zhuǎn)子熱輻射等問題，處理這些問題就比較復雜，而也有一些問題激振原因和振動機理比較復雜，一但對這些問題的機理搞清楚了，處理起來又相對簡單，因此有必要對網(wǎng)內(nèi)機組出現(xiàn)的一些振動故障加以總結(jié)、分析、歸類并提出一些相應的對策，以便我們提高對這些振動故障的認識和防止同類事故的發(fā)生。 2021-6-174v 2.1 運行中機組振動運行中機組振動發(fā)生顯著變化的振動發(fā)生顯著變化的振動故障故障 2021-6-175v 這類振動故障

3、最常見的激振原因是機組在運行中轉(zhuǎn)動部件飛脫（如汽輪機轉(zhuǎn)子掉葉片），多數(shù)發(fā)生在中小容量的機組上，這類機組除正常發(fā)電外，還擔負著冬季供熱和電網(wǎng)調(diào)峰等任務，給機組的安全穩(wěn)定運行帶來一定影響。值得注意的是葉片斷落飛脫并不是在振動上都有明顯的反映，因為部件飛脫對振動的影響主要決定于飛脫部件的質(zhì)量，所處的半徑，軸向位置，與原始不平衡的夾角等。對2550MW機組的汽輪機轉(zhuǎn)子來說，若飛脫部件所處半徑為0.5米，而且在轉(zhuǎn)子兩端，在3000r/min下，其影響系數(shù)約為2040um/kg，當機組原始振動較?。?0um以下）時，汽輪機最后幾級葉片若有一片段落，就會使機組振動明顯增大，但當機組原始振動較大時，如果飛脫的

4、葉片與原始不平衡呈反相時，則機組振動反而會減小。 2021-6-176v以上兩種情況在網(wǎng)內(nèi)電廠也遇到過，如XX廠5號機組原來汽輪機前后瓦振動都在20um以下，運行中運行人員發(fā)現(xiàn)1號、2號瓦振突然增大到42um和60um左右，經(jīng)在線檢查分析，運行人員無操作與調(diào)整，且振動幅值穩(wěn)定，現(xiàn)場分析振動突然增大的原因是轉(zhuǎn)子部件飛脫（葉片段落）。根據(jù)振動特征和前后軸承振動響應，質(zhì)量大約為1kg左右，位置應該在轉(zhuǎn)子靠近外伸端，經(jīng)揭缸檢查發(fā)現(xiàn)，第十一級葉片的65、66號葉片從葉片中部斷掉，質(zhì)量約為1.25kg左右，此次葉片段落說明葉片段裂部位與轉(zhuǎn)子原始不平衡方向大致在60度角度范圍內(nèi)，原始不平衡分量與葉片斷裂造成

5、的不平衡分量通過力的合成，造成振 動增大 。 2021-6-1710v這類故障在單帶地區(qū)負荷運行的機組上屢有發(fā)生，開始時并沒有引起人的注意，當故障頻繁出現(xiàn)時人們才對這一問題有所認識，因此對這類故障的振動機理和處理方法加以分析討論。 2021-6-17122021-6-17132021-6-1714v另一種是熱變量與空負荷下振動大小無明顯的關系，或雖然有關但是把空負荷下振動降低后，熱變量仍較大，產(chǎn)生這種熱變量的原因?qū)τ谄啓C而言，一是由于轉(zhuǎn)子受熱后平衡狀態(tài)惡化，即通常所說的轉(zhuǎn)子熱不平衡；二是受熱后汽缸、軸承座膨脹不良，導致振動增大。對發(fā)電機而言，是由于轉(zhuǎn)子線圈受熱后出現(xiàn)的熱不平衡而引起，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)

6、熱不平衡的直接后果是產(chǎn)生熱彎曲（彈性彎曲），熱彎曲產(chǎn)生振動的機理是眾所周知的，那么如何判斷是汽輪機轉(zhuǎn)子還是發(fā)電機轉(zhuǎn)子存在熱彎曲，可以通過勵磁電流試驗和有功負荷變化試驗即可判明，當有功負荷和其它運行參數(shù)保持不變時，增大或減小勵磁電流機組振動隨之增大或減小，說明故障在發(fā)電機轉(zhuǎn)子上，反之保持無功負荷和其它運行參數(shù)不變時（蒸汽參數(shù)、潤滑油溫、真空等），增加或減小有功負荷時機組振動隨之增加或減小，說明故障在汽輪機轉(zhuǎn)子上。 2021-6-1715v例如 2002年12月19日寧夏XX集團發(fā)電廠1號機組振動故障。2003年12月31日XX電廠0號機振動故障和2005年5月3日XX高科技材料有限公司3號發(fā)電機組振動故障，就是比較典型的兩例。舉例說明XX自備電廠3號機組：空載3000轉(zhuǎn)時發(fā)電機前軸承和發(fā)電機后軸承振動值最大為33um，隨著有功負荷的增加振動在逐漸增大在6000kw負荷下振動達到60.8um，熱變量約為30um，經(jīng)在發(fā)電機兩端加二階平衡重量： A側(cè)加280g B側(cè)加446gv空載振動降為：A側(cè)12.3um度 B側(cè)19.1umv 滿負荷6000kw: A側(cè)18.9um B側(cè)21umv其熱