超超临界600MW汽轮发电机组振动分析与处理

　　阚山电厂1号机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的CCLN600-25/600/600型超超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、凝汽式汽轮机,发电机系哈尔滨汽轮发电机厂制造的QFSN4-600-2型水氢氢冷却三相同步汽轮发电机,励磁方式采用机端变静止励磁。机组轴系由高中压(HIP)转子、低压(LP)转子、发电机(GEN)转子和励磁机(EXC)转子以及7个支承轴承组成。前两个转子为双支承结构,发电机和励磁机转子为三支承结构,机组轴系支承系统如图1所示。

　　1　振动监测及分析

　　2007年9月5日,阚山电厂1号机组首次起动,随着机组转速的升高,5号、6号轴承处轴振动逐步爬升,当转速升至370 r/min附近时,5号轴振动达到254μm,机组因振动过大保护动作跳闸。待转速降到零后随即投入盘车,初步检查分析5号、6号轴承振动原因是动静碰磨引起的。2007年9月6日,经过较长一段时间的盘车后,机组再次挂闸冲转,转速在200、400、600 r/min停留检查均无异常。随后机组继续升速,当转速升至1 730r/min附近时,5号、6号轴振动爬升较快,5号轴振动最大达280μm,机组再次因振动过大保护动作跳闸。该发电机转子护环曾在现场进行过拆卸,分析复装后造成了质量不平衡,但从波特图上看,不平衡量很小。因此,振动主要原因应是碰磨引起的,由于发电机密封瓦或油挡与转子发生动静碰磨,使得发电机转子产生热弯曲,从而产生较大的轴振动。待转速降至600 r/min时,机组再次挂闸冲转停留600 r/min进行暖机,待发电机转子热弯曲完全消失后重新升速。通过采取控制摩擦振动数值,在振动增大到一定程度后降速暖机,待发电机转子热弯曲完全消失后再升速的办法,经过几次升速后,机组顺利定速1 800 r/min进行中速暖机。

　　中速暖机结束后,机组继续升速,目标转速3 000r/min。在经过发电机二阶临界转速2 400 r/min附近时,机组再次因6号轴承座振动大而跳闸,原因仍为密封瓦或油挡碰磨。转速降至盘车状态,待发电机转子热弯曲完全消失后重新升速,同样采取控制摩擦振动数值,让转子在较高转速下与油挡摩擦,使间隙增大至正常工况下不再发生碰磨。在振动增大到一定程度后降速暖机,待发电机转子热弯曲消失后再升速,经过几次升降转速,机组顺利定速3 000 r/min。机组刚定速3 000 r/min时,各轴承座振动均不大,最长运行达2 h,但5号、6号轴承座振动又开始缓慢爬升。在振动增大到180μm时,将转速降至1 800r/min进行暖机,同样在定速3 000 r/min时采取控制摩擦振动数值。在振动增大到一定程度后降速暖机,待转子热弯曲完全消失后再升速,经过几次升速,定速3 000 r/min振动并没有稳定,转子在较高转速下与油挡摩擦,使间隙增大的效果并不明显,振动增大有越来越快的趋势,为保证机组安全,紧急打闸停机。