2004年该机组发生末级叶片断裂事故,经过更换叶片后机组重新启动,定速后发电机转子5、6号轴瓦水平方向振动较大,测得的数据。
定速3000r/min时5、6号瓦振动原始值项目5号瓦6号瓦水平垂直水平垂直振幅/m相位/(°)86203173234227230数据表明,5、6号瓦水平方向振动偏大,且振动成分以同相为主,也有一定量的反相成分。在初期的动平衡过程中,简单根据同相的正对称振动较大这一点,运用谐分量法在发电机转子两端加正对称平衡质量,结果两端各加了986g,而5、6号瓦的振动几乎没有好转。这证明发电机转子的振动并非由于简单的跨内质量不平衡引起。由于机组启动前曾重新连接过低发联轴器,而这个部位机组的支承刚度又较弱,我们认为可能是在低发联轴器上存在着不平衡,转而在低发联轴器上加了1090g质量。加重后的5、6号瓦水平振动分别为37m,∠21°和30m,∠13°;垂直振动仍然较小。已达到安全运行要求。该实例说明该发电机的振动是由于跨外联轴器不平衡加上支承刚度弱而引发的轴承振动。
另一台50MW发电机转子振动分析处理该发电机是由上海电机厂制造的QFS系列双水内冷机组,临时充当调相机运行。某日在正常运行中突然发生电网事故,发电机承受了瞬时的潮流冲击,此后发电机振动迅速增大,被迫打闸停机。
事故恢复后,该发电机再次启动时在3000r/min工况下发电机3、4号瓦振动情况如。3、4号瓦振动原始值项目3瓦垂直4瓦垂直3瓦轴振振幅/m相位/(°)40842483200254注:4号瓦无轴振测点。
从数据看出,3号瓦轴振很大,证明转子上确实存在明显的不平衡,因4号瓦处无轴振测点,从轴瓦振动分析可知,转子两端是以同相正对称分量为主。
由于该机组以调相机方式运行,汽轮机与发电机并未连接,且励磁机转子有两个单独的支承,因此可以排除跨外不平衡的可能,而过临界时3号瓦瓦振与轴振均不大(瓦振小于15m、轴振小于70m),根据这一点分析,可以排除一阶不平衡的可能。据此基本确定为是由于电网的强大冲击造成发电机转子变形而产生的三阶不平衡。
加重后的3、4号瓦振动值项目3瓦垂直4瓦垂直3瓦轴振振幅/m相位/(°)2079288345211加重结果表明,这样的加重仍然是有效的,对这台发电机的振动分析与平衡方法是准确的。这一故障也说明,三阶不平衡在实际运行中虽然少见,但有时仍然会产生,不可因对其忽视而影响故障的诊断。
一台600MW发电机转子振动分析处理该机组是引进西屋技术国内制造的600MW汽轮发电机组,发电机与低压转子之间有一个加长轴,励磁机只有一个外轴承,与发电机形成三支承连接。发电机的两个轴承标称为9号瓦和10号瓦,与相邻的低压转子和励磁机转子轴承分别为8号瓦、11号瓦。在机组试运期间,机组第一次定速3000r/min时,9号瓦的轴振已达到100m;相邻的8、10号瓦轴振都在76m以内。在负荷带到250MW时,9号瓦的轴振从101m升到144m;8号瓦轴振由74m升至82m;10号瓦轴振基本不变;9、10号瓦振动基本同相。现场的处理是,先进行动平衡,用单侧加重的方法前后量不平衡。后来又怀疑是跨外不平衡,在低发联轴器加了几次重量,使9号瓦振动有所好转,但又破坏了其它轴瓦的平衡状态,效果很不理想。
分析及结论(1)在工作转速下,发电机转子有时会因为不平衡而产生较大的同相振动,这主要是由于一阶质量不平衡、三阶质量不平衡、转子外伸端质量不平衡所引起的。应根据转子的振型分离情况、相应的理论依据和现场经验进行具体的分析并进行针对性处理。
(2)三阶质量不平衡比较少见,但有时也会碰到,以现场的实际条件用谐分量法进行简化处理也有一定效果。
(3)对跨外不平衡也要具体分析,平衡加重是个快捷有效的手段,但在加重前应考虑到对相邻转子振动的影响。如果条件允许的话,重新找准连接中心是更为有效而彻底的方法。