马玉祥 马耀峰 孙立明
（华能宁夏大坝发电有限责任公司，宁夏 青铜峡 751607）
摘 要：华能宁夏大坝发电有限责任公司#4机组为上海汽轮机厂生产的300MW凝汽式机组，该机组#8瓦轴振一直偏大，经过运行分析，找出了#8瓦振动大与励磁机出口风温和转冷水温度差的关系。在运行中合理的控制转冷水温与励磁机风出口风温，可将#8瓦振动控制在一定范围内，保证了机组的安全运行。
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关键词 ：发电机；轴振；转冷水温；励磁机风温
中图分类号：TK26文献标志码：A文章编号：1000-8772（2015）07-0207-02
收稿日期：2015-02-08
作者简介：马玉祥（1976-），男，宁夏吴忠人，集控运行班长，助理工作师，从事集控运行管理研究。
汽轮发电机运行过程中由于机组运行参数及状态不稳定，转轴摩擦振动时有发生，振动大与励磁机出口风温和转冷水温度差是常见原因之一。根据对华能宁夏大坝发电有限责任公司#4机组为上海汽轮机厂生产的300MW凝汽式机组瓦轴振一直偏大过程中的振动数据分析，结合已有相似的案例，对问题进行了分析及相应处理，消除了故障。
1、设备概况
华能宁夏大坝发电有限责任公司Ⅱ期#3、4机组为上海汽轮机厂生产的N300—16.7/538/538型亚临界一次中间再热、单轴、双缸、双排气、凝气式汽轮机。发电机为上海电机厂生产的QFS2—300—2型双水内冷发电机。高、中转子、低压转子和发电机转子之间采用刚性联接，包括励磁机在内的由8个轴承支撑。其中#1轴承为自位式轴承，#2轴承为可倾瓦轴承，#3轴承为下半可倾瓦、上半圆筒形轴承，#4轴承及发电机的#5、#6轴承均为圆筒形轴承，#7、8轴承为分块瓦式。在#3、#4、#5、#6瓦内设有顶轴油装置。#7、8轴承承担励磁机处转子的重量。
2、轴振大对汽轮发电机组的危害
2.1.轴振大影响汽轮发电机组轴系的稳定性。
2.2.轴振太大，使机组轴颈与轴瓦有轻微磨损，轴颈不平，影响油膜的稳定，油膜不稳将影响轴振的稳定性。
2.3.长期轴振大可导致轴承座等紧固件松动，影响机组的安全运行。
2.4.汽轮机轴振大有可能引起轴承损坏。
2.5.发电机转子冷却水在#8瓦处通过盘根压栏与转子活性连接，轴振大使发电机转冷水盘根松动，导致盘根大量刺水流至励磁机引线处，降低绝缘。
2.6.轴振大可使机组在事故跳闸或启停过程中通过临界转速区时，产生动静摩擦，发生扫膛，损坏发电机、励磁机和汽轮机叶片，还有可能造成转子弯曲。
3、#4机励磁机处#8瓦轴振大现象
我公司#4汽轮机在运行中存在一种现象，#7、#8瓦处轴振在冲转过程中45°方向、135°方向振动一般都维持在100um以下，自汽轮机带负荷后#8瓦轴振会缓慢程上升趋势变化。经长时间观察发现，冬季和夏季的变化幅度不一样，具体表现为：
3.1.夏季，励磁机大罩内环境温度高，#8瓦处轴振变化幅度大，在环境温度最高时可以达到220um（#8瓦45°方向振动报警值为180um，跳闸值为250um，135°方向振动报警值为250um，跳闸值为300um）.
3.2.冬季，励磁机大罩内环境温度低，励磁机出口风温略高于或低于转冷水温，#8轴振相对低，最大100um。
3.3.春秋季，励磁机大罩内环境温度高时，打开机房12.6米平台靠近#8瓦处的窗户，让凉风从励磁机大罩小门直接吹进发电机励磁机大罩内，励磁机大罩内环境温度降低，经观察40分钟左右后发现，#8瓦135°方向振动能下降60um左右，45°方向振动下降20um。
4、轴振大原因分析
4.1.汽轮机润滑油温低，轴颈油膜建立不好。在#8轴承处轴颈振动大时，将大机润滑油温由40℃提高到41.5℃观察10分钟，#8轴振降低8um。
4.2.#8瓦轴颈在长期运行过程中，轴颈有轻微磨损，导致油膜建立不好。由于#8瓦处轴振长期偏大，在启停机过程中汽轮机通过临界转数时产生较大震动，存在轴瓦轴颈轻微磨损的现象。此现象也是引起#8轴振大的原因之一。
4.3.励磁机风温高，当与转冷水温偏差大时造成励磁机转子热应力较大，此现象是引起夏季#8轴瓦处轴振大的主要原因。我公司《Ⅱ期#4汽轮机运行技术标准》要求控制转冷水温不超过40℃，在冬季，励磁机出风温度在机组满负荷时最大42℃，在夏季机组满负荷时励磁机出口风温可以达到59℃。
4.4.励磁机大罩内温度高，导致轴承中心抬起。励磁机大罩内温度高使基础部件产生热膨胀，而励磁机#8瓦处轴承轴系载荷分配较差，导致转子中心抬起，引起整个汽轮发电机组转子中心#8瓦处产生偏差。
4.5.转子冷却水温度与润滑油温偏差大，导致#8轴承处热应力大。#8轴承处转冷水进入转子后暂时还没有吸收热量，温度较低，不能充分预热转子，影响油膜的建立。
4.6.励磁机冷却器冷却效果差，不能及时将（下转266页）（上接206页）励磁机产生的热量带走，导致励磁机本体温度高，金属支撑部件温度高产生过大热膨胀，使励磁机转子中心抬起，与汽轮机、发电机转子中心不一致，从而产生振动。
5、运行措施
经过长时间的运行观察和分析，发现#4汽轮发电机#8瓦处轴振大小与励磁机出风温度和转子冷却水温度的差值关系很大，所以在夏季环境温度高时，应严格控制转冷水温与励磁机风温的差值。励磁机出口风温与转冷水温偏差15℃时，#8瓦135°方向轴振为198um，励磁机出风温度与转冷水温偏差5℃时，#8瓦135°方向轴振为92um。为解决问题，从控制励磁机与转冷水温这方面制定了防止#8轴振大的运行措施，对照《Ⅱ期#4汽轮机运行技术标准》规定发电机转子冷却水温最高值为40℃相关标准，通过对运行中发电机各部温度的分析，决定将发电机转子冷却水温度上限从40℃提高到45℃，经运行观察分析，对发电机各部影响不大，但对控制#8瓦振动效果明显。
6、结论
在2013年夏季室外气温达到38℃时，励磁机出口风温达到57℃，将转子冷却水温提高到45℃，#8瓦135°方向轴振最大156um，随后随着环境温度的下降，励磁机出口风温逐渐下降，与转子冷却水温差值减小，#8瓦135°方向振动逐渐减小。通过对这项措施的执行，很好的控制了#8瓦135°方向最大振动值，保证了机组的安全运行。
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参考文献：
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（责任编辑：赵蕾）