300mw汽轮发电机组转子二阶质量不平衡振动分析与处理

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1、内蒙古电力技术2011年第29卷第6期INNERMONGOLIAELECTRICP0WER103300MW汽轮发电机组转子二阶质量不平衡振动分析与处理AnalysisofSecond-orderQualityUnbalanceVibrationtoRotorof300MWTurbineGeneratingUnitanditsSolution辛士红，聂维东，陈德强(1．内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特01002',0；2．北方联合电力有限责任公司呼和浩特热电厂，内蒙古呼和浩特010030；3．内蒙古东部电力有限责任公司呼伦贝尔电业局，内蒙古海拉尔021008)[摘要

2、】某电厂1号发电机组4号瓦轴振动超标，测试分析发现振动频率主要以基频成分为主，振动对二阶临界转速较敏感且振动相位相对稳定。分析认为该汽轮机转子存在的二阶质量不平衡是造成4号瓦轴振动大的主要原因。经过对低压转子进行现场高速动平衡处理，低压转子各瓦轴振动都达到了优良水平。【关键词】汽轮发电机组；转子质量不平衡；动平衡；振幅；基频；相位；临界转速[文献标志码]B『文章编号11008—6218(2011)06—0103—031机组介绍接，励磁机转子采用单支撑方式。机组设计转子各阶临界转速见表1。某电厂1号机组采用哈尔滨汽轮机厂有限责任表1机组设计临界转速r／mj公司生产NZK

3、300-16．7／537／537型、亚临界、单轴、一次中间再热、双缸双排汽、直接空冷汽轮机。发电机采用水一氢一氢冷却方式，即定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，铁心及其他部件氢内冷。机组还配有密封油系统、氢气冷却系统、定子冷却水系统等。汽轮发电机组的轴系由高中压转子、低压转子、2故障现象及分析发电机转子和励磁机转子组成，轴系结构及支撑状况如图1所示，汽轮机共有5个轴承，其中支持轴承2．1现象4个和推力轴承1个。4个支持轴承均为4块可倾瓦该机组投产以后一段时间各轴瓦振动情况一直式，具有较高的稳定性，推力轴承位于前轴承箱内。较好，但在某次大修改造后启动时，低压缸4号瓦出发电机

4、的2个支持轴承为椭圆瓦。高中压转子、低压现轴振超标情况。其中乱达到了134txm。之后虽经转子和发电机转子问均采用法兰式刚性联轴器连运行参数调整试验和长时间带负荷试验等，但没能改善轴瓦的振动超标情况。该机4号瓦轴振超标长期威胁着机组的安全稳．．仆一f舢圈定运行。在多次启动及运行过程中，发现4号瓦的振动具有以下几个特征：图1轴系结构与支撑状况简图(1)从向和Y向的级联图上可以看出，4号[收稿日期]2011-08—03【作者简介】辛十红(1974一)，男，山西省入，硕士，工程师，从事汽轮机组调试及振动监测处理工作。104内蒙古电力技术2011年第29卷第6期瓦振动频率主要

5、以基频成分为主，高频成分很少。通常，机组突发振动故障大都是由转子热不平级联图见图1。衡或质量不平衡引起的。由于经过运行参数调整试(2)从启动过程振动曲线(图2)和启动波德图验和长时间带负荷试验都没能改善机组轴瓦的振动(图3)中，可以发现在同一转速时4瓦的振动、相位状况，说明引起该机组振动超标的主要原因不是热相对稳定。不平衡而是质量不平衡。转子质量不平衡引起的振(3)机组在多次启动过程中，在转速<2100r／动主要有以下几种类型：rain前4号瓦的振动都不大；转速>2100r／min后，(1)稳定型质量不平衡。主要特征是振动的幅振动开始随着转速升高而逐渐增大；4号瓦的振

6、动值和相位变化不大，且只与转速有一定的关系，具有对一阶l临界转速响应不敏感，而对二阶临界转速较很高的再现性。此类振动可因制造过程中机械加工敏感。不精确或材质不均匀、运行中转子变形、安装或检修(4)4号瓦在各次启动过程中，振动情况基本时的操作偏差等引起。一致。振动现象有很高的再现性。(2)突发型质量不平衡。主要表现为基频振幅2．2分析及相位同时出现明显突变，多数因转子上的某个部3Ooo25oo2ooO黾1500皇薯垂鞲辩1ooo50oO频率／Hz∞翠广n∞加∞帅啪图14x级联图：：I：I：I．I。I：Il：t：．I：：：：：：：：：：I．IIIIII：～＼⋯⋯。⋯⋯I⋯

7、⋯⋯⋯．．I．：⋯⋯．I一⋯⋯⋯0⋯⋯⋯二⋯⋯L⋯⋯⋯⋯．m一IIIIIII1．：l：I：IIlJIJ：I：I．III：l：I：宣’¨土llII．1II，}’1粤I—t====二⋯I二二Z=======∞-：l／⋯⋯⋯⋯丫⋯⋯、i⋯⋯⋯”一⋯一—丫一l*I：i：II：II：I：时刻图24号瓦启动振动过程曲线20年第29卷第6期辛士红，等：3o0M塑笙垄皇璺茎三三堕垦墨至兰===；皇童蜂转速／rmin图34瓦启动波德图表2处理前、后机组振动情况记录数据件(如转子的动叶、拉筋、围带或平衡块等)松动或脱(3)渐变型质量不平衡。表现为振动的幅值和相位在一段时