640MW发电机轴承振动周期性波动原因分析

640MW发电机轴承振动周期性波动原因分析

曾亚鹏1白云2

（国家电投江西贵溪发电有限公司江西省贵溪市335400）

摘要：某发电厂640MW发电机自试运以来，一直存在发电机两侧轴承振幅周期性波动的问题。通过相关试验及振动特征分析查明了振动原因，在采取针对性措施后收到明显的效果。本文将简述查找振动源的过程，分析阐述振动产生的机理和主要原因，为其他机组查找此类振动原因提供参考。

关键词：周期性波动；振动；摩擦；诊断；处理

Abstract：ThegeneratorofAlstomBeizhong640MWsupercriticalsteamturbinegeneratorsetadoptssealingoilringsystemwithtripleoilflow，thiskindofsealingtilehasgoodperformance.However，duringcommissioningandtrialoperationperiod，oilinletaccidentoccurredthreetimesintotal.Afterseveraltimesinspectionandoverhaulbytechnicalpersonnelofmanufacturerandourcompany，thesealoilsystemproblemhasbeensolvedbasically，thispaperoffersareferencetootherpowerplantsforfindingthecausesofgeneratorsinletoil.

Keywords：sealingoilringstructurewithtripleoilflow；sealingoilsystem；generator；inletoil

0前言

某发电厂2#号汽轮发电机组，汽轮机型号DKY4-4N41B，为超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮机，发电机型号50WT23E-138。机组轴系由高压转子、中压转子、LP1低压转子、LP2低压转子、发电机转子及励磁短轴组成。轴系支承在7个轴承上，轴系结构如图1所示。

图1轴系结构图

1机组定速后振动情况机组进入商务运行以来，5#、6#轴振呈周期性波动，振幅先缓慢爬升增大到一定幅值后缓慢下降，下降到一定幅值后又开始爬升，振幅成正弦波形式变化。伴随振幅的周期性变化，振动的相位也同时360o旋转变化。

图7振动、负荷曲线图（红线为负荷、黄线为6#瓦振动、绿线为5#瓦振动）

利用机组振动在线采集分析系统对振动数据进行收集分析，振动特点如下：

（1）5#、6#支撑瓦轴振存在振动周期性变化，周期性振动变化幅度以6#支撑瓦轴振最大，5#支撑瓦轴振次之。6#轴振波动时最小振幅为90um，随后振动缓慢爬升，大约25min后振幅增大到180un，随后机组振动开始下降，降低到90um后振动又开始爬升，如此周期性变化。

（2）频谱分析表明振动成分主要是工频，工频约占通频的90％，有少量的2倍频约占通频的5％。其他倍频含量较小。

（3）振幅发生周期性变化的同时相位也发生连续的变化，约1h相位变化360o。

（4）进行了机组的负荷、真空、轴封温度变化试验，试验表明振动变化与机组参数变化无关。

2振动诊断

5#、6#轴振均成周期性变化，其中以6#轴振波动幅度最大，从位置上看振动故障源发生在发电机转子或励磁短轴上。频谱分析表明振动成分主要为工频，符合普通强迫振动的频率特征，排除其它类型振动的可能。通过检测5#、6#、7#瓦轴承座同一轴向位置连接部件振动，差值均小于5um，表明轴瓦连接刚度正常，可以排除轴瓦支承动刚度低造成振动。由于机组靠背轮采用止口紧密连接，止口配合间隙为0.02mm，螺栓采用带坡度膨胀套筒结构，完全可以保证靠背轮机组中心对中和联轴器与螺栓配合紧密。并且机组冷态启动3000r／min时各瓦振动优良，说明轴系连接同心度和平直度偏差正常、转子原始不平衡量不大。水冲击振动具有突发性特点。所以排除以上原因后判断为动静摩擦引起振动。

图6联轴器与螺栓配合紧密示意图

发生动静碰摩时，转动部件和静止部件在相互摩擦作用下会产生相当高的热量，使转子产生热变形，引起质量不平衡，它与转子原有不平衡质量合成后的新的不平衡质量要逆转一个角度。高点滞后于不平衡质量点的角度固定不变，不平衡质量的逆转使得高点也要同时逆转，这样就造成了碰摩过程中振动相位的连续变化。

3振动源查找及处理

在现场查找动静摩擦部位时，发现励磁机碳刷由于长期摩擦出现磨损量不一致现象，碳刷采用弹簧施加预紧力，出现转子受力不均和不均匀传热现象，决定进行碳刷更换并要求新碳刷材质更加柔软。在碳刷更换后，6#支撑瓦轴振周期性波动现象消失振动减少并稳定在70um。

4结论

（1）工作转速下的轻微摩擦是引起振动周期性波动的原因之一。

（2）此发电机碳刷过硬，在长时间运行后碳刷磨损量不一致，导致转子受力不均匀的同时传热不均匀，同时发电机转子对磨擦发热处不平衡较为敏感是5#、6#轴承振动幅值和相位周期性变化的原因。

参考文献：

[1]牟法海.吴春林.卢盛阳.王文营.高翔300MW汽轮发电机组不稳定振动故障的诊断与处理[期刊论文]-电站系统工程2010，26（4）

[2]施维新；石静波汽轮发电机组振动及事故2008

作者简介：

曾亚鹏（1983-），男，大学，国家电投江西贵溪发电公司，汽机专业工程师，主要从事电站汽轮机的检修与维护管理。电话：13870173390，邮箱：421242897@qq.com。

白云（1982-），男，硕士，汽机专业工程师，主要从事电站汽机的检修与维护管理。