摘　要：以德國西門子公司生產的凝（níng）汽（qì）式汽輪機組為例，就某電廠發生的汽輪發電機（jī）組的相對（duì）軸振出現的異常波動進行原因（yīn）分析，並提出了相應的防範措施。
　　關鍵詞：相對軸振；異常波動；分（fèn）析；處理（lǐ）
　　某電廠（chǎng）的1號（hào）機組是由德國西門子公司生產的K30-40-16及N30-2×10型反動式（shì）汽輪機組（zǔ）成的單軸雙缸、亞臨界、節流調節凝汽式汽輪機組，發電機為THDD108/44型，是全氫冷、可控矽靜態勵（lì）磁係統的三相同步發電機，汽輪發電機組及控製係統全部采用德國（guó）西（xī）門子設備。汽輪發電機組共有6組軸承，1號軸承即高中壓缸前（qián）軸承為組合支持推力軸承，其餘5個軸承均（jun1）為支持軸承，全（quán）部為（wéi）落地式軸承（如圖1）。各組軸承振動監（jiān）視（shì）參數都（dōu）是3組，分別為軸承振動、相對（duì）軸振（zhèn）、軸振，其中軸承振動和相對軸振均為實際（jì）測量值（zhí），而軸振（zhèn）為計算值。軸承振動參與汽輪機的主保護，而相（xiàng）對軸（zhóu）振不參與（yǔ）機組主保護，由運行人員根據情況（kuàng）執行緊停。 　　1　過程概（gài）述
　　2003年9月9日該機組在直轄市控（kòng）製方式下帶負（fù）荷240MW運行，740分開始汽輪發電機組（zǔ）6個軸承的相對軸振突然（rán）出現間歇性波（bō）動現象，其波動Z大幅值達109μm，6個軸承波動趨勢一致（zhì）且變（biàn）化速度很大，圖2所示為1號軸（zhóu）承相對軸振的（de）趨勢圖，其餘5個軸承的相（xiàng）對軸振基（jī）礎值與Z高值各不相等（děng），但是其相對軸振的趨勢圖與1號軸承基本（běn）一（yī）致。但是根據DCS係統數據檢查發（fā）現，6個軸承的軸承振動（dòng）在整修過程中並無變化，並且在機組的相對軸振波動過程中機（jī）組（zǔ）其它運行（háng）參數均無明顯變化。 　　2　原因分析
　　根據振動趨勢圖分析，6個軸承的振動（dòng）變化趨勢非常一致，幾乎同時達到（dào）Z大值或降到正常值，與此同時6個軸承的軸承振動均無變化，分析6個軸承的（de）相對軸振應不是真實振（zhèn）動，其原因可能是熱工測量及傳送裝置故障、軸封摩擦或其它原因引起的動靜碰磨、發（fā）電（diàn）機電磁場幹擾三方麵。
　　a）該汽輪發電機組的6個軸（zhóu）承，每個軸承有3個相對軸振的測量（liàng）探頭，其中1個是用於計算軸振，另外（wài）2個測量後經（jīng）共同模件傳送至DOS係統，用於運行人員監視。若（ruò）軸振波（bō）動係熱工測量或傳送（sòng）裝置故障引起，則應是測量裝置或傳送模件故障的軸（zhóu）承的相對軸振發生（shēng）波動，而其餘無故障軸承的相對軸（zhóu）振波形應正常。現根據其軸振（zhèn）波動圖形分析（xī），則應是6個軸承的測量裝置全（quán）部故障或是6個軸承的軸振傳送（sòng）模件全部故障，而這顯然是不（bú）可能的，為此排除了熱（rè）工測量或傳送裝置故障。
　　b）若（ruò）是由於軸封摩擦或其它不明（míng）原因引起的動靜碰磨所致的相對軸振波動，其振動應有明顯的波動，與圖1不符。該機組也曾發生過原因不明的動靜碰磨引起的相對軸振（zhèn）波動，其相對軸（zhóu）振波動圖（tú）形如（rú）圖3所示（shì），6個軸承的軸振波動趨勢不（bú）一致，振動變（biàn）化梯度時大時小，其波動圖形毫無規律可循。 　　c）因該（gāi）機組的相對軸振測量裝置為渦流傳感器，其測量原理為在汽輪發電（diàn）機組發生振動時，渦流傳感器與大軸之間的空氣間隙發生變化，引起（qǐ）磁場分布（bù）發生變化，致使渦流傳感線圈內感應的電流發生變（biàn）化，從（cóng）而（ér）反映了大軸（zhóu）相對（duì）振動的變化。因此若有其它原因使（shǐ）大軸本身的磁場分布發生變化，則渦流傳感線圈（quān）內感應的電流也會發生（shēng）變化，從而反映為（wéi）相對軸（zhóu）振發生變（biàn）化，而且由於發電機電磁場幹擾引（yǐn）起（qǐ）的相對軸振波動圖形應是呈間歇性（xìng）的，而且振動變化梯度很（hěn）大，這與該（gāi）機組的波動圖形比較（jiào）吻合。
　　3　檢（jiǎn）查處理（lǐ）
　　經仔細檢查發現該機組的4個發電機大軸接地碳刷發生同時冒火現象，立（lì）即組（zǔ）織維護人員進行碳刷打磨更換後，該汽輪發電機組的6個軸承的相對軸振恢複正常。
　　因此這是一起因發（fā）電機大軸接地（dì）碳刷冒火引起的汽輪發電機組（zǔ）的相對（duì）軸振波（bō）動。其原因是：由於該（gāi）發電機組的磁場或者（zhě）轉子各部分材料不（bú）完全均勻，發電機正常運行時大軸上即存在約10V左右的單極性軸電壓，在發電（diàn）機大（dà）軸接地碳刷接地良好時，該軸電壓（yā）並不會引起（qǐ）磁（cí）場幹擾，若是4個大軸接（jiē）地碳刷同時冒火而與大地接觸不良時，該軸電壓就會（huì）引起磁場幹（gàn）擾，而此時由於汽輪發電機高速旋轉（zhuǎn），各軸承的油膜溫度較（jiào）高絕緣性能下降（jiàng），就會有部分軸電流通過各個軸瓦而導（dǎo）入大地，引起各個軸承的（de）相對軸振的渦流傳感器的電流發生脈（mò）衝性波動，從而反映為各軸承的相對軸振發生變化。
　　4　結束語（yǔ）
　　針（zhēn）對汽輪發電機組的相對軸振異常波動，而軸承（chéng）振動無明顯變化的情況，首先要盡快判斷出相（xiàng）對軸振的真實性，對於確屬因測量或傳送裝置故障引起的軸振波動，應盡快進行消缺處理（lǐ）。對於確屬動靜碰磨引（yǐn）起的相對軸振的真實（shí）波動，應根據軸振波動的具體情況進行綜合分析後采取相應措施。
　　對於屬發電機磁場幹擾引起的軸（zhóu）振波動，應加強對汽輪發電機組（zǔ）大軸接地係統的（de）檢（jiǎn）查，同時采取以下防範措施，確保（bǎo）大軸接地係統良好。
　　a）進一步分析接地碳刷冒火的原因，大修時（shí）對定、轉子繞組端部（bù）進行檢查，對定、轉（zhuǎn）子繞組進行預防性試驗，對定、轉子鐵芯進行檢查，以判斷接（jiē）地碳刷冒火是否為磁（cí）場不對稱（chēng）度增大（dà），導致軸電壓增大引起。
　　b）加強發電機大軸接地碳刷運行維護工作，保證碳刷質量合（hé）格，長度合適，安裝方向正確，刷架（jià）同心度滿足要求。
　　c）運（yùn）行中加強對汽輪發電（diàn）機振動、軸承溫度、發電機定子電壓、定子電流、勵磁電壓、勵磁電流的監視，發現異常。