發(fā)電機組軸向振動分析及處理案例
***產(chǎn)75MW汽輪發(fā)電機組是60MW機組的改進(jìn),采用雙轉(zhuǎn)子和四軸承支撐結(jié)構(gòu),發(fā)電機前后瓦分別采用落地式軸承座,并采用無刷勵磁。該類型機組只生產(chǎn)了四臺,其中兩臺機組出現(xiàn)了異常振動故障。雖經(jīng)廠***多次處理。未能找到原因所在,嚴(yán)重影響了機組正常運行。應(yīng)電廠邀請,對兩臺機組進(jìn)行了測試。發(fā)現(xiàn)兩臺機組故障現(xiàn)象相同。現(xiàn)將其中一臺機組振動測量數(shù)據(jù)和分析過程總結(jié)出來,供同類機組故障治理參考。
機組振動情況
表1給出了機組升速過程中的振動數(shù)據(jù)。該機組升速過程中,過I臨界時振動不大,定速后機組三個方向上的振動速度有效值都很小(3’軸承軸向振動除外),振動位移值達(dá)到***水平。
定速后轉(zhuǎn)子加勵磁,從0升到10500V后,發(fā)電機前后軸承振動加劇(表2、表3)。振動故障主要表現(xiàn)在。隨轉(zhuǎn)子電壓升***,軸向振動明顯增大。頻譜分析表明,振動的增大主要是由于100Hz分量的增大所引起的,工頻振動分量基本沒有改變。機組加勵磁電壓到額定值后,進(jìn)行帶負(fù)荷試驗。此階段內(nèi),機組振動基本不變。
振動原因分析
(1)機組定速后工頻分量很小,說明轉(zhuǎn)子平衡良好。
(2)轉(zhuǎn)子加勵磁電壓后,軸向振動增大主要是100Hz所引起的,其他方向上振動增大雖沒有軸向明顯,但頻率也是100Hz。廠***對機組中心、軸瓦間隙、緊力以及定轉(zhuǎn)子磁力中心等進(jìn)行了多次復(fù)查,未見好轉(zhuǎn)。說明振動不是由于這些原因所引起的。
(3)對機組臺板和軸承座連接剛度進(jìn)行了測量,發(fā)現(xiàn)相鄰部件振動差異小于5斗m,說明機組連接剛度很好,也不存在二次灌漿不好缺陷。
(4)定子外殼振動很小,手摸幾乎沒感覺,所以也排除了定子傳遞振動的可能性。
(5)對3、4號軸承座進(jìn)行了激振,表4給出了固有頻率測試數(shù)據(jù)。3。軸承座軸向固有頻率約為102.5Hz,和100Hz很接近。
綜合以上分析可以得出,發(fā)電機轉(zhuǎn)子加勵磁電壓后,由于電磁力頻率和軸承座固有頻率相重合,微小電磁力作用到軸承座上后,都會激起大幅度振動。這是軸承座(特別3。軸承座)軸向振動較大,而其他方向振動較小的根本原因。
解決措施
為了解決上述問題,可以采取以下措施:①調(diào)整軸承座固有頻率。②減小大小齒方向的剛度差。③加固軸承座避開共振區(qū)。由于現(xiàn)場條件有限,通過附加重量的方法改變軸承座固有頻率很困難,第二種方法在現(xiàn)場也不可行。綜合考慮后,采用了加固軸承座的方法來提***軸承座同有頻率。一年多的運行表明.效果良好。第二臺機組采用了同樣方法,也取得了很好效果,3號軸承軸向振動小于20um。