（神华国能和丰煤电有限公司运行部 新疆塔城 834411）
摘要：本文针对和丰煤电2号双水内冷汽轮发电机振动原因进行了分析，简述了振动处理的过程及效果，找到了汽轮发电机轴承振动产生的主要原因，成功解决了汽轮发电机振动大的问题，对于同类型机组轴承振动大问题的解决具有一定的参考意义。
关键词：双水内冷汽轮发电机；振动；热弯曲
1 前言
和丰煤电2号汽轮发电机组为上海汽轮机厂生产的300MW亚临界、一次中间再热、双缸双排汽、直接空冷汽轮机[1]，发电机为上海发电机厂生产的QFS2-300-2型双水内冷汽轮发电机，冷却方式采用“水-水-空”，即定子线圈（包括定子引线、定子过渡引线和出线）、转子线圈采用水内冷，定子铁芯、端部结构件、集电环采用空气冷却；轴系如图1所示。
图1 轴系示意图
2号机组自2012年投产以来，轴系振动情况良好，2014年6月进行了第1次大修，在大修后启动发现发电机带负荷至110MW后振动出现大幅攀升，负荷升至额定负荷后， #5瓦和#6瓦轴承振动最高达160μm，已经超过规程规定的127μm，振动接近254μm的保护动作值，影响了机组的正常出力，严重威胁机组的安全稳定运行。
在西安热工研究院的协助下，对2号汽轮发电机组的轴承振动与低发靠背轮工况、测量系统屏蔽不好与转子热弯曲等因素进行逐一排查，最终找到了汽轮发电机轴承振动大的原因，使#5、6瓦振动恢复至正常。
2 5、6号瓦振动特征及原因分析
从图1轴系结构示意图知道，5、6号瓦为发电机的支撑轴承，发电机采用双水内冷。
2.1 当机组负荷由115MW开始升功率时，2号发电机5、6号瓦振动开始快速爬升，待机组负荷升到310MW（8月13日22:20）后，并降负荷至240MW（8月13日22:38）时，振动才开始掉头下降，这表明发电机转子存在明显的热弯曲。
2.2 待机组负荷稳定在某一工况下，振动会逐步下降，这不排除转子存在动静碰摩的可能。
2.3 5、6号轴振测量偏差分析
（1） 2号机组大修后，6Y轴承振动测定存在明显的测量偏差问题（图2），主要表现为：
●在发电机其他振动测点（5X、5Y、6X轴振）相对稳定的前提下，6Y轴振测点的测量结果大幅跳变，这与一般旋转设备的实际振动状态是不相符的；
●6Y轴振跳变后，其波形图类似噪声杂波，并非呈现正常的正弦波。
●6Y轴振跳变与发电机是否带励磁息息相关，这表明其测量偏差是由于受发电机磁场干扰所引发的。
图2 发电机相关测点的振动趋势图
（2）查询相关测点的历史趋势图（图3）发现，5X轴振、5Y轴振和6X轴振测点的振动趋势基本相符，振动变化相对平稳，这表明该3个测点的测量结果是可靠的。
（3）6X轴振存在有限幅度的跳变（图3），可能原因是测量系统存在小瑕疵，比如测点面光洁度差、或信号传输（特别是信号线的接头处）的屏蔽不好。
图3 发电机相关测点的振动趋势图
2.4 5、6号轴承原因分析
（1）现场对汽轮发电机组进行变负荷操作时，对其轴系的主要影响就是对轮传递的扭矩变化了，其中低发对轮受影响最大。如果发电机的振动随负荷波动而呈现明显的相关性，这表明低发对轮或发励对轮工况不佳（包括对轮松动、连接螺栓紧力不均匀、或圆周偏差或张口不适等）。由于扭矩的实时传递性，该故障的显著特征是振动随负荷变化而波动没有、或只有很短的时间滞后。比较2号发电机转子大修后的振动特征，发现振动跟随负荷变化而立即波动的特征较弱，这表明低发对轮的工况并不是引起5、6号轴承振动的主要原因。
（2）线圈膨胀受阻：转子加载励磁电流后，线槽中的铜线受热将沿轴向膨胀（大型发电机转子线圈的膨胀量可以达10毫米），在旋转过程中线槽中的铜线承受巨大离心力，使铜线紧贴在槽楔和护环的内壁（铜线和槽楔之间有一层楔下垫条），从而使结合面存在着很大的摩擦力，阻碍铜线膨胀。
尽管本次大修后，2号发电机转子振动在某种程度上符合线圈膨胀受阻的特征，但考虑到大修前并未有类似现象，且本次大修未对发电机转子线圈进行任何检修，因此2号发电机存在线圈膨胀受阻的可能性不大。
3 2号汽轮发电机停备检查及处理后效果
3.1 对6号轴承测点进行了更换，测点加装了高屏蔽套管。
3.2 对发电机空冷器冷、热风循环通道以及发电机空冷器冷却水供回水管路进行检查。发现发电机下部冷热风循环通道未封堵，存在冷、热风串风现象，对冷、热风通道进行了隔离封堵。发电机空冷器冷却水管路进行通水试验，冷却水供回水通畅未发现问题。
3.3 转子盘车状态对发电机转子冷却水汽侧回水出水孔进行检查，发现个别转子回水孔出水水量明显偏小。通过在转子汽侧该出水孔装上反冲洗接头，其余的用闷头螺丝堵上，通入水气交替反冲（压缩空气压力至少为0.5Mpa），在出水孔水流偏小的转子线圈内充出大块杂物，对其它转子水出水孔流量进行试验，各转子出水孔流量均匀一致。
2号机组启动后，发电机励磁端、汽机端冷风温度分别由原来47.5℃、43.7℃下降至26.2℃、28.6℃，调整发电机空冷器冷却水流量过程中，发电机励磁端和汽机端冷风温度跟随流量变化。5号瓦振动X方向45μm，Y方向振动21μm，6号瓦振动X方向42μm，Y方向振动21μm，5、6号轴振测量偏差也有了很大改善，彻底解决了5、6号瓦振动大的问题。
4 结论
杂物进入转子线圈内部堵塞水回路以及发电机空冷器冷热风串风使得发电机转子冷却不均匀，进而引发转子热弯曲，是导致5、6号瓦振动大的主要原因。
参考文献
[1]和丰煤电300MW汽轮机培训教材。
郭启存（1983.10），男，助理工程师，主要从事火力发电厂运行技术管理工作。
论文作者:郭启存
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/19
标签：发电机论文; 转子论文; 汽轮发电机论文; 机组论文; 线圈论文; 负荷论文; 轴承论文; 《电力设备》2016年第6期论文;