淺談發(fā)電機(jī)組常見振動(dòng)故障診斷及對(duì)策

1、 現(xiàn)代大型火力發(fā)電機(jī)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(xiǎn)分散性、集中顯示性、組態(tài)靈活性為機(jī)組的安全運(yùn)行提供了有力的保障，但是系統(tǒng)的高度自動(dòng)化不能完全代表機(jī)組的安全化。從高壓、超高壓機(jī)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(jī)組的振動(dòng)故障更加復(fù)雜化、隱蔽化、多元化，致使許多發(fā)電廠“談?wù)褡兩庇行┱駝?dòng)故障在國內(nèi)已有了較好的解決辦法和較深的機(jī)理研究， 但也有一些振動(dòng)問題，至今還困擾著我們，尤其是大型機(jī)組的振動(dòng)故障已成為當(dāng)前的一些突出難題，無論是激振原因還是振動(dòng)機(jī)理以及解決辦法還處于摸索、探討和

2、研究之中。有些振動(dòng)問題激振原因和振動(dòng)機(jī)理很簡單，但處理很復(fù)雜，如氫冷式發(fā)電機(jī)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(duì)地和匝間短路，通風(fēng)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(fù)雜，而也有一些問題激振原因和振動(dòng)機(jī)理比較復(fù)雜，一但對(duì)這些問題的機(jī)理搞清楚了，處理起來又相對(duì)簡單，因此有必要對(duì)網(wǎng)內(nèi)機(jī)組出現(xiàn)的一些振動(dòng)故障加以總結(jié)、分析、歸類并提出一些相應(yīng)的對(duì)策，以便我們提高對(duì)這些振動(dòng)故障的認(rèn)識(shí)和防止同類事故的發(fā)生。 2022-5-94v 2.1 運(yùn)行中機(jī)組振動(dòng)運(yùn)行中機(jī)組振動(dòng)發(fā)生顯著變化的振動(dòng)發(fā)生顯著變化的振動(dòng)故障故障 2022-5-95v 這類振動(dòng)故障最常

3、見的激振原因是機(jī)組在運(yùn)行中轉(zhuǎn)動(dòng)部件飛脫（如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子掉葉片），多數(shù)發(fā)生在中小容量的機(jī)組上，這類機(jī)組除正常發(fā)電外，還擔(dān)負(fù)著冬季供熱和電網(wǎng)調(diào)峰等任務(wù)，給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)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(dòng)上都有明顯的反映，因?yàn)椴考w脫對(duì)振動(dòng)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(duì)2550MW機(jī)組的汽輪機(jī)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(dāng)機(jī)組原始振動(dòng)較小（10um以下）時(shí)，汽輪機(jī)最后幾級(jí)葉片若有一片段落，就會(huì)使機(jī)組振動(dòng)明顯增大，但當(dāng)機(jī)組原始振動(dòng)較大時(shí)，如果飛脫的葉片

4、與原始不平衡呈反相時(shí)，則機(jī)組振動(dòng)反而會(huì)減小。 2022-5-96v以上兩種情況在網(wǎng)內(nèi)電廠也遇到過，如XX廠5號(hào)機(jī)組原來汽輪機(jī)前后瓦振動(dòng)都在20um以下，運(yùn)行中運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)1號(hào)、2號(hào)瓦振突然增大到42um和60um左右，經(jīng)在線檢查分析，運(yùn)行人員無操作與調(diào)整，且振動(dòng)幅值穩(wěn)定，現(xiàn)場分析振動(dòng)突然增大的原因是轉(zhuǎn)子部件飛脫（葉片段落）。根據(jù)振動(dòng)特征和前后軸承振動(dòng)響應(yīng)，質(zhì)量大約為1kg左右，位置應(yīng)該在轉(zhuǎn)子靠近外伸端，經(jīng)揭缸檢查發(fā)現(xiàn)，第十一級(jí)葉片的65、66號(hào)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的不平

5、衡分量通過力的合成，造成振 動(dòng)增大 。 2022-5-910v這類故障在單帶地區(qū)負(fù)荷運(yùn)行的機(jī)組上屢有發(fā)生，開始時(shí)并沒有引起人的注意，當(dāng)故障頻繁出現(xiàn)時(shí)人們才對(duì)這一問題有所認(rèn)識(shí)，因此對(duì)這類故障的振動(dòng)機(jī)理和處理方法加以分析討論。 2022-5-9122022-5-9132022-5-914v另一種是熱變量與空負(fù)荷下振動(dòng)大小無明顯的關(guān)系，或雖然有關(guān)但是把空負(fù)荷下振動(dòng)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(jī)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(dǎo)致振動(dòng)增大。對(duì)發(fā)電機(jī)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)熱不平衡的直接

6、后果是產(chǎn)生熱彎曲（彈性彎曲），熱彎曲產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)理是眾所周知的，那么如何判斷是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子還是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在熱彎曲，可以通過勵(lì)磁電流試驗(yàn)和有功負(fù)荷變化試驗(yàn)即可判明，當(dāng)有功負(fù)荷和其它運(yùn)行參數(shù)保持不變時(shí)，增大或減小勵(lì)磁電流機(jī)組振動(dòng)隨之增大或減小，說明故障在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上，反之保持無功負(fù)荷和其它運(yùn)行參數(shù)不變時(shí)（蒸汽參數(shù)、潤滑油溫、真空等），增加或減小有功負(fù)荷時(shí)機(jī)組振動(dòng)隨之增加或減小，說明故障在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上。 2022-5-915v例如 2002年12月19日寧夏XX集團(tuán)發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組振動(dòng)故障。2003年12月31日XX電廠0號(hào)機(jī)振動(dòng)故障和2005年5月3日XX高科技材料有限公司3號(hào)發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障，就是比較典型的兩例。舉例說明XX自備電廠3號(hào)機(jī)組：空載3000轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)電機(jī)前軸承和發(fā)電機(jī)后軸承振動(dòng)值最大為33um，隨著有功負(fù)荷的增加振動(dòng)在逐漸增大在6000kw負(fù)荷下振動(dòng)達(dá)到60.8um，熱變量約為30um，經(jīng)在發(fā)電機(jī)兩端加二階平衡重量： A側(cè)加280g B側(cè)加446gv空載振動(dòng)降為：A側(cè)12.3um度 B側(cè)19.1umv 滿負(fù)荷6000kw: A側(cè)18.9um B側(cè)21umv其熱