2号水轮发电机组振动增大处理及分析
2006-08-25 17:42:28 来源：宝珠寺水力发电厂
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电力18讯： 作者：马文利 杨天勇 李世军
摘要：从宝珠寺水电厂2号水轮发电机组振动。摆度增大的故障出发，阐述机组振动。摆度增大的处理过程和原因探讨。
关键词：水轮发电机组 振动 摆度 处理
1 概述
宝珠寺水电厂单机容量为175MW，总装机容量为4′175MW。水轮发电机组由东方电机有限公司生产，机组设有发导轴承、推力轴承、水导轴承。水轮机型号为HLD89-LJ-500，设计水头84.4m，额定流量239m 3 /s，额定转速136.4r/min，水轮机总轴向推力8.044′106N。水导轴承采用油浸式自循环非同心分块瓦轴承，轴瓦共10块。
发电机为立轴半伞式结构，具有一个上导轴承安装在上机架内，推力轴承安装在下机架上，推力轴承的冷却采用外加油泵外循环冷却方式。发电机型号为SF175-44/10350，额定功率200000/175000 kVA/kW，发电机转子飞转力矩GD2不小于30000t-m2。
推力轴承采用塑料瓦和加有托盘的弹性支撑方式，弹性油箱采用装配式结构，并相互连通，整个推力轴承和油槽装置放在下机架上。上机架中心体内设有一个上导轴承，并采用楔子板支撑方式，共12块轴瓦，在上机架中心体设有8个翘式散热器。
2 问题的提出
2.1 自2号水轮发电机组投运以来，设备的不安全情况随之暴露了出来，从振动、摆度在线监测装置测出的数据来看，机组在有励磁情况下，上机架的水平振动比较大（因振动、摆度在线监测装置刚投运不久，以前无法监测到机组机架的振动量）。
在2001年3月检查性大修中，对发导轴承、水导轴承进行了解体检查和瓦间隙测量，发导、水导瓦间隙异常变大。发导最大双侧瓦间隙0.98 mm（2#、8#瓦），比设计的双侧瓦间隙0.60 mm大将近0.40 mm；水导最大双侧瓦间隙1.02 mm（3#、8#瓦），比设计的双侧瓦间隙0.60 mm大将近0.42 mm。检查发现水导轴承12个螺套中的一半(1#、2#、3#、6#、7#、10#)点焊开裂。
在2号机组检查性大修中对弹性油箱进行了压伸试验，弹性油箱受力均匀，伸缩试验的最大值与最小值之差未超过0.20 mm，镜板水平度为2.65 mm/m，均符合《水轮发电机组安装规范》的要求。对发电机上端气隙进行了测量（由于发电机下挡风板封闭，无法对发电机下端气隙进行测量），发电机气隙基本合格，发电机最大、最小气隙未超过平均气隙值的±10%；水轮机上迷宫环间隙不均匀。在检修中对水导轴承1#、2#、3#、6#、7#、10#瓦螺套开裂部分进行了加固补焊，对机组转动部分重新推中心，复测上迷宫环间隙和发电机气隙合格后，将发导、水导瓦间隙调至0.30mm，最后将机组恢复至备用。
2号机检修后在空载或带负荷情况下，发导、推力轴承的温度均匀正常，水导轴承的各瓦温均匀正常，水导、发导、推力轴承各部位的摆度正常。但从振动、摆度在线监测装置测出的数据来看，机组在有励磁情况下，上机架的水平振动比较大（因振动、摆度在线监测装置刚投运不久，以前无法监测到机组机架的振动量）。
2.2 2001年10月8日，运行人员发现2号水轮发电机组的摆度异常增大，机组被迫停机。为了确保系统的调峰能力，按照调度的要求对2号机组进行了临时抢修，根据上一次检修后的数据确定机组中心，重新调发导瓦间隙至正常，于当日交给系统。
2001年10月8日事故抢修中发现部分发导瓦间隙明显变大，水导瓦间隙正常。发现发导4#瓦已跳离原位置，4#瓦已紧靠在5#瓦旁，4#瓦背抗重块完全断裂，3#瓦楔子板固定螺丝断裂，发导瓦部分绝缘垫撕裂。
2.3 2002年1月份2号机组小修中，发导4#瓦跳槽，部分楔子板与球头接触处有磨损痕迹。同时，上机架12个弹性支臂中的5个弹性支臂（4#、5#、6#、9#、12#）碟簧已全部损坏。检修中复查了发电机气隙和迷宫环间隙正常，处理了已发现的缺陷。小修前，对2号机组进行了一次盘车，由于2号机组检修工期紧张，根据盘车结果仅对发电机上端轴沿7点向3点推了0.05 mm，重新盘车后推力轴的径向摆度值略有减小，同时以迷宫环间隙确定机组中心后复查发电机气隙合格，调水导、发导瓦间隙为设计间隙，将机组恢复至正常进行稳定性试验。
2002年1月27日至1月30日四川电力试验研究院技术人员对宝珠寺水力发电厂2号机组进行了稳定性试验，稳定性试验包括以下内容：1）变转速试验（50%nr、75%nr、100%nr nr为额定转速）；2）变励磁试验（25%Uo、50%Uo、75%Uo、100%Uo Uo为额定励磁电压）；3）变负荷试验（42MW、85MW、128MW、171MW）。四川电力研究院对宝珠寺水电厂2号机组稳定性试验结论及建议如下：1）发电机上端轴存在与机组中心不同心的问题，建议在机组扩大型大修时对发电机上端轴进行调整。2）由于机组带励磁时振动、摆度幅值有所增加，但相位没有变化，故不排除由于机械原因使机组带励磁时造成了电<
摘要：从宝珠寺水电厂2号水轮发电机组振动。摆度增大的故障出发，阐述机组振动。摆度增大的处理过程和原因探讨。
关键词：水轮发电机组 振动 摆度 处理
1 概述
宝珠寺水电厂单机容量为175MW，总装机容量为4′175MW。水轮发电机组由东方电机有限公司生产，机组设有发导轴承、推力轴承、水导轴承。水轮机型号为HLD89-LJ-500，设计水头84.4m，额定流量239m 3 /s，额定转速136.4r/min，水轮机总轴向推力8.044′106N。水导轴承采用油浸式自循环非同心分块瓦轴承，轴瓦共10块。
发电机为立轴半伞式结构，具有一个上导轴承安装在上机架内，推力轴承安装在下机架上，推力轴承的冷却采用外加油泵外循环冷却方式。发电机型号为SF175-44/10350，额定功率200000/175000 kVA/kW，发电机转子飞转力矩GD2不小于30000t-m2。
推力轴承采用塑料瓦和加有托盘的弹性支撑方式，弹性油箱采用装配式结构，并相互连通，整个推力轴承和油槽装置放在下机架上。上机架中心体内设有一个上导轴承，并采用楔子板支撑方式，共12块轴瓦，在上机架中心体设有8个翘式散热器。
2 问题的提出
2.1 自2号水轮发电机组投运以来，设备的不安全情况随之暴露了出来，从振动、摆度在线监测装置测出的数据来看，机组在有励磁情况下，上机架的水平振动比较大（因振动、摆度在线监测装置刚投运不久，以前无法监测到机组机架的振动量）。
在2001年3月检查性大修中，对发导轴承、水导轴承进行了解体检查和瓦间隙测量，发导、水导瓦间隙异常变大。发导最大双侧瓦间隙0.98 mm（2#、8#瓦），比设计的双侧瓦间隙0.60 mm大将近0.40 mm；水导最大双侧瓦间隙1.02 mm（3#、8#瓦），比设计的双侧瓦间隙0.60 mm大将近0.42 mm。检查发现水导轴承12个螺套中的一半(1#、2#、3#、6#、7#、10#)点焊开裂。
在2号机组检查性大修中对弹性油箱进行了压伸试验，弹性油箱受力均匀，伸缩试验的最大值与最小值之差未超过0.20 mm，镜板水平度为2.65 mm/m，均符合《水轮发电机组安装规范》的要求。对发电机上端气隙进行了测量（由于发电机下挡风板封闭，无法对发电机下端气隙进行测量），发电机气隙基本合格，发电机最大、最小气隙未超过平均气隙值的±10%；水轮机上迷宫环间隙不均匀。在检修中对水导轴承1#、2#、3#、6#、7#、10#瓦螺套开裂部分进行了加固补焊，对机组转动部分重新推中心，复测上迷宫环间隙和发电机气隙合格后，将发导、水导瓦间隙调至0.30mm，最后将机组恢复至备用。
2号机检修后在空载或带负荷情况下，发导、推力轴承的温度均匀正常，水导轴承的各瓦温均匀正常，水导、发导、推力轴承各部位的摆度正常。但从振动、摆度在线监测装置测出的数据来看，机组在有励磁情况下，上机架的水平振动比较大（因振动、摆度在线监测装置刚投运不久，以前无法监测到机组机架的振动量）。
2.2 2001年10月8日，运行人员发现2号水轮发电机组的摆度异常增大，机组被迫停机。为了确保系统的调峰能力，按照调度的要求对2号机组进行了临时抢修，根据上一次检修后的数据确定机组中心，重新调发导瓦间隙至正常，于当日交给系统。
2001年10月8日事故抢修中发现部分发导瓦间隙明显变大，水导瓦间隙正常。发现发导4#瓦已跳离原位置，4#瓦已紧靠在5#瓦旁，4#瓦背抗重块完全断裂，3#瓦楔子板固定螺丝断裂，发导瓦部分绝缘垫撕裂。
2.3 2002年1月份2号机组小修中，发导4#瓦跳槽，部分楔子板与球头接触处有磨损痕迹。同时，上机架12个弹性支臂中的5个弹性支臂（4#、5#、6#、9#、12#）碟簧已全部损坏。检修中复查了发电机气隙和迷宫环间隙正常，处理了已发现的缺陷。小修前，对2号机组进行了一次盘车，由于2号机组检修工期紧张，根据盘车结果仅对发电机上端轴沿7点向3点推了0.05 mm，重新盘车后推力轴的径向摆度值略有减小，同时以迷宫环间隙确定机组中心后复查发电机气隙合格，调水导、发导瓦间隙为设计间隙，将机组恢复至正常进行稳定性试验。
2002年1月27日至1月30日四川电力试验研究院技术人员对宝珠寺水力发电厂2号机组进行了稳定性试验，稳定性试验包括以下内容：1）变转速试验（50%nr、75%nr、100%nr nr为额定转速）；2）变励磁试验（25%Uo、50%Uo、75%Uo、100%Uo Uo为额定励磁电压）；3）变负荷试验（42MW、85MW、128MW、171MW）。四川电力研究院对宝珠寺水电厂2号机组稳定性试验结论及建议如下：1）发电机上端轴存在与机组中心不同心的问题，建议在机组扩大型大修时对发电机上端轴进行调整。2）由于机组带励磁时振动、摆度幅值有所增加，但相位没有变化，故不排除由于机械原因使机组带励磁时造成了电<
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