摘　要：針（zhēn）對某型號125MW汽輪發電機組大修後定（dìng）速（sù）時和滿負荷時出現振動故障的問題，進行數據分析和診（zhěn）斷，正確判斷出機組振動偏（piān）大的原因（yīn）是（shì）軸座動剛度偏低。為此，提出具（jù）體（tǐ）的處理方（fāng）案，在短時間內消除了振動故障（zhàng），機組正常並網發電。
　　關鍵（jiàn）詞：汽（qì）輪發電機組；軸座；振動；水（shuǐ）平剛度
　　某（mǒu）發電廠1號機組為上海（hǎi）汽輪（lún）機廠早（zǎo）期生產的125MW汽輪機配套（tào）上海電機廠出產的汽輪發電機，於1978年投產。整個軸係共有7個軸承，其（qí）中汽輪機轉子為三支撐結構，發（fā）電機、勵磁機轉子各兩個軸（zhóu）承，所有軸承均為落地式（shì）橢圓軸承。該機（jī）組大修結束（shù）後，電廠進（jìn）行衝（chōng）轉，但在起動過程中（zhōng）定速3000r/min時，勵磁（cí）機轉子的兩個支持軸承的水平振動不（bú）斷爬升，Z大達到73μm。在帶負荷（hé）過程中，再次出現（xiàn）了勵磁機前後（hòu）軸承水平振動大幅度爬升的現象，Z大振動達100μm。
　　為徹底（dǐ）查明（míng）故障原因，對機組升速、並（bìng）網、加負荷（hé）、變負荷等工況下的振動作了全麵監測，對有（yǒu）關問題（tí）進行了分析。分析認（rèn）為，引起勵磁機前後軸承（chéng）水平振動過大的主要原因（yīn）是軸承座與台板整體接觸不良，導致水平剛度大幅度降低，從而導致（zhì）振（zhèn）動偏大。由於現場不存在（zài）充足的時間（jiān）來對整體接（jiē）觸情（qíng）況進行處理，在仔細分析了（le）軸（zhóu）向剛度不足的原因後，根據現場情況，進行了勵磁機（jī）轉子的高速動平衡試驗，使振動全部降至30μm以下。診斷（duàn）勵磁機轉子水平振動帶負荷後偏大的根本原因也是（shì）水平剛度不足，但誘發原因則在（zài）於當負荷變化較大時，勵磁機轉子又產生了新的不平衡量。由於（yú）這種新的不平衡力的產生存（cún）在一定的隨機性（xìng），因而不適合采取（qǔ）高速動平衡方法，Z終通過限製運行參數來暫時（shí）消除故障。長久而言，仍然要對勵磁機的水平剛度進行（háng）處（chù）理（lǐ），提高其抗幹擾能力。
　　1　定速時的振動問題
　　在該機（jī）組的原設計中（zhōng），1～3號瓦設置了渦流探頭測量軸頸處的相對軸振動，並在1～7號瓦設置了速度探頭測量軸承振動（dòng），利用計算機對振（zhèn）動進行實時（shí）顯示。根據機組的振動情況，重點對6～7號瓦的軸承振（zhèn）動信號進行監測，包括垂直（zhí）與水平方向的振動。振動信號由Bently 9200型速（sù）度探頭拾取，並接入Bently 208DAIU型數據采集裝置進行數據采集和分析。
　　勵磁機水平方向振（zhèn）動隨轉速變化的Bode曲線見圖1和圖2。其中，6號、7號（hào）瓦垂直和水平方向的振動數值見表1。

　　由圖1和圖2可以看到，在轉速超過2500r/min後，水（shuǐ）平振動急劇爬（pá）升（shēng），在3000r/min時達到一個高點，但相位的（de）變化相對平穩（wěn）。
　　2　水平動剛度偏低的診（zhěn）斷與處理（lǐ）
　　2.1 振（zhèn）動診（zhěn）斷
　　從表1中的數據（jù）可知：無論（lùn）6號、7號（hào）瓦發生垂直方向的振動還是水平方向的振動，其相（xiàng）位都是同相的。對勵磁機地腳螺栓頂部及基礎進（jìn）行外特性測試分析後，認為引起（qǐ）勵磁機前（qián）後（hòu）軸承水平振動過大的主要原因是軸承座與台板整體接觸不良，導致（zhì）水平剛度大幅度降低，從而導致振動偏大。
　　從另外一個角度來看，表1中的（de）數據還表明水平振動的主要成分還是（shì）一倍（bèi）頻，說明振動是一種強迫振動。由於勵（lì）磁機的（de）垂（chuí）直振動並不大，說明勵磁機轉子上殘餘的不（bú）平衡力很小。同樣的不（bú）平衡力水平導致的垂直方向的振（zhèn）動不大，而導（dǎo）致水平方向的振動卻很大，隻能說明軸承座的水平剛度偏低。
　　從外特性的測試看，剛度偏低（dī）的原因是整體接觸不良，因而還不能通過直接處理地腳螺栓的預緊力來改善接觸情況。
　　2.2 處理方法
　　現（xiàn）場對加固水平剛度的手段較（jiào）少，因而，能夠降低水平（píng）振動的方法實際隻有一種，那就是采用高速動平衡手段來大大降低勵磁機轉子上殘（cán）餘的不平衡激振力。
　　經計算，在勵磁機轉子兩端加重塊，重塊質量和方位分別為100g，170°。加重（chóng）後帶滿負荷（hé）時，各瓦振動見表2。由表2可見，經加重後，6號、7號瓦的水平振動（dòng）大幅降低，可以滿足機組安全運行的需（xū）要。

　　3　變負荷時振動變化情況分析
　　運行一段時間後（hòu），據運（yùn）行人員反映（yìng），如果在加減負荷過程當中，負荷的變動比較劇烈的話，或由於其它原因（yīn），使得（dé）負（fù）荷的波動比（bǐ）較大，會導致6號（hào）、7號瓦水（shuǐ）平振（zhèn）動急劇爬升，爬升Z大值超過100μm。
　　運行人員采用調整轉子進水溫度的方法來控製振動，一開始有一定成效，但逐步（bù）效果不太明顯，隻能在振動劇烈時轉到備用勵磁運行，退出主勵磁，但在退出主勵磁後，6號、7號瓦水平振動又會緩慢下降，一直降低到爬升（shēng）前的數值。而當投入主勵磁後，振動可維（wéi）持一段時間穩定。表3是備用勵磁和（hé）主勵（lì）磁運行調整過程中的振動值。

　　4　診斷試驗與處理方案
　　4.1 試驗（yàn）步驟（zhòu）和方法
　　根據對振動特征的判斷，對勵（lì）磁機轉子水平振動在變負荷後出現爬升的基本原因也是水平剛度不足，但（dàn）誘發原因則在於當負荷變化較大時勵磁機轉子（zǐ）又產生了新的不平衡量所導致的。這種新的不平衡量是由於碳刷與轉子接觸過程中接觸緊力不一致產生的熱量不同而導致的。為此，測試了機組在變（biàn）負荷（hé）和改變勵磁方（fāng）式過程中的振動隋況。即改變轉子運（yùn）行方式（shì）為由備用勵磁運行到由主勵（lì）磁運行，然後調（diào）整負（fù）荷，通過負荷變化觀察振動變化情況。試驗時間和步驟見表4。

　　在負荷變化過程中，發現6號、7號瓦振動（dòng）也在緩慢（màn）爬升。試驗過程中，振動趨勢曲線見圖3和圖4所示。

　　從圖3和圖4 可知：當振動爬升到一個Z高點（diǎn）後，則穩定下來，隨著工況穩定（dìng），振動有時能緩慢下降，但恢複不了原來的數值。這表明在變負荷過程中，由於（yú）扭轉力矩（jǔ）的變（biàn）化，碳刷和勵磁機轉子之間的摩擦力發（fā）生變化，當這種變化不均勻導致轉（zhuǎn）子徑向存在（zài）溫度（dù）差別時，會使（shǐ）轉子產生輕（qīng）微熱彎曲。由於6號、7號（hào）瓦（wǎ）本身的水平剛度就偏弱，因而輕微的不平（píng）衡力的變化就使振動產生較大變化。
　　至於每（měi）次振動變化的情況都不一（yī）樣，則與以下因素有（yǒu）關係：
　　a）每次加減負（fù）荷的情況，如負荷加減的速（sù）率等；
　　b）加減負荷時振動的基準情況，振動大，則誘發（fā）速（sù）度快；
　　c）其它因（yīn）素影響，如轉子冷卻水等。
　　4.2 處理方案
　　由於（yú）這種新的不平衡（héng）力的產生存在一定的（de）隨機性，因而不適（shì）合采取高速動平衡的試驗（yàn）方法來進行消除。在（zài）實（shí）際運行（háng）中可采取以下方式來控製振動：
　　a）在變負荷時盡量維持比較小的（de）速率，避免（miǎn）給轉子以較大的衝擊；
　　b）加強對振動的監視（shì），在負荷變化過（guò）程當中，如果振動爬升速度較快，則適當地減小（xiǎo）變化速率，甚至可以穩定一段時間觀察振動穩定至有下降趨勢時再行改變負荷；
　　c）振動爬升超過一定幅值後，可以先轉備用勵磁（cí）運行（háng），待振動（dòng）下降到正常範圍後，再轉回主勵磁運行。
　　5　結論
　　a）引（yǐn）起勵磁機前後軸（zhóu）承（chéng）水平振動過大的主要原因是軸承座與台板整體接觸不良，導致水平剛度大幅度降低，從而導致（zhì）振動偏大；
　　b）軸承座與台板（bǎn）整（zhěng）體接觸不良（liáng），導致水平剛度大幅度（dù）降低能夠降低水平（píng）振動的方法（fǎ）實際隻有一種了，那就是采用高速動平衡手段（duàn）來降低勵（lì）磁機轉子上殘餘的不平衡激（jī）振力；
　　c）勵磁機轉子（zǐ）水平振動帶負荷後偏大的故障原因也是水（shuǐ）平剛度不（bú）足，但誘發原因（yīn）則在於當負荷變化較（jiào）大時勵（lì）磁機轉子又產生了新的不平（píng）衡量所導致的；
　　d）對（duì）投產時間較長的機組，由於運行時間長，會導致基礎剛度有所下降，因而在檢（jiǎn）修中應注（zhù）意對整體剛度的檢查，應（yīng）比一般機組更（gèng）重視檢修中質量的控製，可適當將檢修標準控製嚴格一些。
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