河口水电站机组振摆异常原因分析及处理(1120)

1河口水电站2#机组振摆异常原因分析及处理AnalysisandtreatmentaboutvibrationabnormalofUnit2inHekouHydropowerStation孙德敏王仁权湖南五凌电力工程有限公司湖南省长沙市邮编：410004摘要：河口水电站2#机组运行时摆度和振动时大时小，水导瓦温时高时低，噪音较高；上导滑转子盘车位移高达0.14mm（上导抱瓦间隙0.03~0.04mm）。经整体校摆、加工后运行稳定，振摆正常、瓦温正常。Abstract:Theunit2inHekouhydropowerstationthatvibrationsometimesbigsometimessmall,turbineguidebearingpadstemperaturesometimeshighsometimeslowandwithloudnoiseduringunitworking,theupperguidebearingradialdisplacementhighto0.14mmwhenunitrunout(designclearanceis0.03~0.04mm),thevibrationandtemperatureisnormalafteradjustmentandmachining.关键词：振动摆度轴瓦温度上导轴承盘车大轴校摆Keywords:vibrationbearingpadstemperatureupperguidebearingrunoutaxesadjustment1设备简介河口水电站位于四川九龙县子耳乡境内，电站发电机组单机容量18MW，装机台数2台。水轮机型号：HLD358c-LJ-156,转轮直径：1.56m,额定出力18.75MW，额定转速600r/min，额定水头219m。水导轴承承受机组载荷，采用筒式轴承，轴瓦表面采用巴式合金材料，轴瓦表面与轴领间隙为0.15-0.2mm，由油冷器进行冷却，轴承油冷器为分半水箱式结构，位于轴承体下部。发电机采用具有上下两个导轴承的立轴悬式结构，推力轴承置于上机架上，推力轴承与上导轴承共用一个油槽，并采用内循环冷却方式。发电机型号：SF18-10/3250,定子内径2500mm。2缺陷现象2#机组在空转、空载、负荷1.2万kw时，运行平稳，摆度、各部瓦温均在要求范围内，在1.2万kw以上时，机组运行部平稳，摆度、瓦温变化幅度较大，水导瓦温最高达到61℃，下导摆度达到0.27mm。且机组在下午3点~晚上9点运行状态较好，晚上9点以后开始变差。同时，定子铁芯温度单机运行时最高达到91℃，最低也有85℃。表12#机组调试试运行状态表下导摆度水导摆度水导瓦温备注初次开机0.15mm0.22mm56℃空转3小时瓦温稳定试验2初次并网满负荷0.20mm0.24mm56℃（↑上升）18MW并网1h~12h0.27mm0.24mm61℃18MW并网12h之后0.20mm0.22mm58℃18MW并网后4天中(最好)0.18mm（01:00）0.09mm56℃18MW并网后4天中(最差)0.20mm（17:00~18:00）0.20mm58℃18MW3机组主要问题经检查，河口电站2#机主要存在的以下问题：一、机组摆度和振动、水导瓦温时高时低，机组状况不稳定（尤其是上游来浮渣较多时，浮渣冲到水轮机叶片内）；二、机组运行声音异常、噪音较大；三、上导滑转子盘车位移过大（盘车时抱上导瓦作为基准，摆度应该在0-0.03mm内，但实际高达0.14mm）；四、发电机定子刚进行过重新叠片和下线，可能存在电磁力不平衡。4分析处理过程4.12014年7月，对2#机组进行了轴线检查，发现上导滑转子与轴线不同心。经多次检修盘车，发现上导（盘车时抱上导）的摆度达0.13mm。经测量外径，上导滑转子处直径偏差不大（数据见表2）。初步分析，认为滑转子与轴线不同心，存在倾斜。怀疑产生此现象原因为：滑转子在与大轴热套时，由于配合面毛刺或杂质未清理干净，造成滑转子的中心轴线与大轴轴线交叉不重合。表2上导摆度测量(单位0.01mm)在抱紧上导瓦盘车过程中，上导滑转子倾斜将导致上导出现摆度，并影响其他部位摆度的准确测量。正常情况下，抱瓦部位只存在0.01~0.03mm的径向位移。为验证上导滑转子是否存在倾斜，此次盘车单独测量了上导滑转子上端面的跳动（数据见表3）。跳动值最大达0.27mm，且变化富有规律，基本证实了上导滑转子与轴线不同心，存在倾斜现象。表3上导滑转子上端面跳动(单位0.01mm)4.22014年7月，在未盘车的情况下，以水导瓦为基准，将大轴推到水导瓦中心，重新调整上、下导瓦隙，将上、下导瓦隙以0.15mm进行均放。开机后摆度增大，水导瓦温在61℃稳住，后缓慢下降。4.32014年11月，对2#机组进行了稳定性试验。(1)试验内容：变转速试验、变励磁试验、变负荷试验。点号1#2#3#4#5#6#7#8#+X表数值0694-2-7-8-6+Y表数值-60-1-3-8-13-13-11点号1#2#3#4#5#6#7#8#数值03112227241543(2)试验数据：试验时，上游水位为1944.95m，尾水水位为1700.63m，机组能带100%额定负荷。试验数据详见表4、图1、图2。摆度变化折线图0100200300400500600700初起转25%nr50%nr75%nr空转25%ur50%ur75%ur空载并网1.5MW3MW4.5MW6MW7.5MW9MW10.5MW12MW13.5MW15MW16.5MW18MW推摆+X上摆+Y下摆+Y下摆+X水摆+Y水摆+X图1摆度变化分析图4(3)试验结论：①、机组轴线不太理想。②、机组转动部分存在明显失衡。③、机组存在轻微的磁力不平衡。④、机组在整个带负荷过程中，未发现因水力因素造成的振动、摆度测值增大现象且未发现明显的低频水力振动区。(4)试验结果分析：由上述试验数据可看出，上导摆度无论何种工况摆度值均是最大的，故上导滑转子可能存在问题，与轴线检查结果一致，需进行进一步核实。振动变化折线图0102030405060708090初起转25%nr50%nr75%nr空转25%ur50%ur75%ur空载并网1.5MW3MW4.5MW6MW7.5MW9MW10.5MW12MW13.5MW15MW16.5MW18MW上平+Y上垂+Y上平+X定平+Y下平+Y下平+X顶平+Y顶垂+Y尾压脉动图2振动变化分析图5表4河口电站2号机组运行稳定性试验电测结果汇总表测量值单位：μm工况名称转速（rpm）推摆+X上摆+Y上平+Y上垂+Y上平+X定平+Y下平+Y下平+X下摆+Y下摆+X水摆+Y水摆+X顶平+Y顶垂+Y尾压脉动初起转39.2294.6119.71.55.93.22.33.18.374.569.139.933.86.75.614.825%nr148.5279166.71.63.22.92.33.45.557.56260.255.22.21.515.250%nr302.3379.5249.24.85.15.33.96.211.67382.7102.187.35.4213.875%nr450.6516.1360.1147.614712.422.8109.8113.8154.1131.49.12.913.8空转601.2639.4517.836.615.537.314.730.956.7160.3168.6237209.718.84.8125%ur600609530.837.614.636.413.733.960.9166.3183.1258.8235.220.75.90.850%ur598.7596.8534.737.615.136.313.934.461.2170184258.9238.421.36.9175%ur600591.5534.839.916.238.314.635.461.7176.4187.6259.323722.18.81.1空载600591.5544.340.315.537.113.337.263.8186.9188.9260.4237.423.69.41.4并网600582.8552.442.516.137.914.639.867.4190.9203.2263.6242.225.310.11.71.5MW601.3581.155242.81637.714.439.367.1193.4194.4262.1243.424.7102.13MW600586.4559.943.315.839.514.841.171.3192.4209.7261.823725.710.11.44.5MW601.2581.155843.316.139.714.840.671.2196.7205.8264.8239.425.5102.86MW600584.7558.143.415.639.319.743.271.2190.6211.7258.7236.427.510.61.27.5MW600588.2556.843.415.539.923.343.772.4194.7213.7261.6241.828.310.82.29MW600589.6566.544.116.540.919.545.674.9193.3215.4261.7235.928.811.34.310.5MW600591569.846.816.943.418.544.879.1206.8226.1266.2215.727.710.83.812MW601.3594.1573.54816.844.217.845.281.1214.8223.5269.8208.430.211.73.413.5MW600589.1573.747.716.643.822.249.979.8214.4228269.8210.630.312.32.915MW601.3586.5564.546.416.343.220.446.178212.5219.1275.3218.528.712.3316.5MW600589.7567.344.115.641.619.641.573.5202.3215.6264.5223.224.312.51.118MW600588.9564.844.716.142.319.842.674203.6221.7264.3219.625.412.62.3表5水轮机发电机大轴校摆主要检测数据（单位：0.01mm要求不大于0.03mm）点位部位正面反面1234567812345678推力头端面0000.51.5100.50-1-1010-2-0.5上导滑转子00-0.5-1-1.5-1.5-2-1.500.52-0.5-1-1.510.5下导滑转子-1-1-1-0.50-0.5-0.5-0.500.520.51231水导滑转子000.50.51-0.5-0.5-0.50112111164.42015年2月，由发电机厂家对发电机大轴与水轮机大轴进行了整体校摆。发电机大轴单轴校摆：预先锻造上导滑转子，粗加工后更换上导滑转子，将上导滑转子的紧量值由（+0.06~0.10mm）增加到（+0.15~0.20mm），并在热套后进行配车，配车需要一个较大的车床，满足磁轭直径要求，立车更好，避免在工二次热套出现问题。根据下导滑转子找正，将上导滑转子修车好，并留有0.2mm左右余量，在联轴校摆时修车。同时检测发电机大轴各部位的形位公差符合设计要求，主要包括法兰、法兰止口、法兰外圆，上导下导滑转子。发电机、水轮机大轴联轴校摆：发电机单轴校摆后，主轴热套推力头等部件，装上推力头卡环后，将发电机主轴与水轮机主轴在卧车上连轴找摆，采用一卡两托方式，按相关联轴标准修磨全部跳动到设计要求；主要包括推力头端面、上导滑转子外圆、下导滑转子外圆及大轴联接法兰、水轮机大轴法兰，水轮机与转轮联接止口等进行检测。符合要求后，并重新钻铰连轴法兰处的４个径向销孔，重新配制销钉。尤其要强调的是，端面跳动必须测量轴线的正反两面，且两面均要符合要求。主要检测值见表5