水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中劇烈振動(dòng)故障診斷及處理

1、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中劇烈振動(dòng)故障診斷及處理水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中劇烈振動(dòng)故障診斷及處理汪文波，趙鴻（甘肅電投河西水電開發(fā)有限責(zé)任公司，甘肅張掖734000）摘要：要：在龍首一級(jí)水電站4#水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)劇烈振動(dòng)，對(duì)該故障進(jìn)行多次診斷和處理后，最終找到故障原因是軸系產(chǎn)生了自激振動(dòng)，而主軸的剛度是引起自激振動(dòng)的內(nèi)因，水力是誘發(fā)自激振動(dòng)的外因。同時(shí)，提供了故障處理方法，并在實(shí)際使用中能有效的解決水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中劇烈振動(dòng)的問題。關(guān)鍵詞

2、：關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組；劇烈振動(dòng)；分析處理1.1.電站概況電站概況龍首一級(jí)水電站工程位于甘肅省張掖市西南30km黑河干流上，電站總庫(kù)容1320104m3，屬日調(diào)節(jié)水庫(kù)。極端最高氣溫38℃，極端最低氣溫33℃，電站海拔高度1700m，地震基本烈度Ⅷ度，多年平均含沙量1.4kgm3。電站裝機(jī)總?cè)萘?9KW，共四臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為15MW（1#～3#機(jī)組）和7MW（0#、4#機(jī)組），年發(fā)電量1.836億KWh。龍首一級(jí)水電站4#

3、水輪發(fā)電機(jī)組由HL(L2561267)LJ125型混流式水輪機(jī)（主要參數(shù)見表1）與SFJ7000123250型懸吊式發(fā)電機(jī)（主要參數(shù)見表2）組成，立軸懸垂式三相交流凸極式同步發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)主軸采用摩擦——剪切剛性聯(lián)軸，整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組為三支點(diǎn)布置形式。同時(shí)，該機(jī)組采用了許多國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，主要如下：（1）導(dǎo)葉摩擦裝置；（2）主軸徑向不接觸間隙式密封裝置；（3）轉(zhuǎn)輪泵板結(jié)構(gòu)；（4）水導(dǎo)的自循環(huán)筒式稀油潤(rùn)滑拋物線瓦面軸承；（5）克瓦納能源公

4、司的“X”型葉片轉(zhuǎn)輪。整個(gè)水電站的全廠布置由國(guó)家電力公司貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院和甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合設(shè)計(jì)，北京安能工程監(jiān)理咨詢有限公司監(jiān)理，克瓦納（杭州）發(fā)電有限公司制造水輪發(fā)電機(jī)組，中國(guó)水利水電第三工程局安裝公司施工。表1HL(L2561267)LJ125型混流式水輪機(jī)主要參數(shù)最大水頭Hmax額定水頭Hr最小水頭Hmin額定功率Pr額定流量額定轉(zhuǎn)速nr飛逸轉(zhuǎn)速np允許吸出高度62m56.5m45.4m7.368MW14.3m3

5、s500rmin930rmin－1.9m表2SFJ7000123250型懸吊式發(fā)電機(jī)主要參數(shù)額定功率額定電壓額定電流額定功率因數(shù)額定勵(lì)磁電壓額定勵(lì)磁電流7000KW10500V452.8A0.85（滯后）132.4V474.5A2機(jī)組振動(dòng)的故障診斷機(jī)組振動(dòng)的故障診斷2.12.1機(jī)組第一次振動(dòng)故障診斷機(jī)組第一次振動(dòng)故障診斷（3）對(duì)下機(jī)架地腳螺栓螺母進(jìn)行預(yù)緊，點(diǎn)焊。（4）對(duì)下機(jī)架基礎(chǔ)板與坐漿埋板之間的斷裂焊縫刨除清根，塞入合適的銅皮，以增大

6、接觸面積，并重新焊接。（5）拆除水導(dǎo)軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)油盆、主軸密封、上導(dǎo)油盆蓋及下導(dǎo)油盆蓋等設(shè)備，根據(jù)先前盤車值對(duì)機(jī)組進(jìn)行調(diào)軸、抱瓦工作。4#機(jī)組重新開機(jī)后，電氣及機(jī)械設(shè)備運(yùn)行均正常。但運(yùn)行3天后，機(jī)組振動(dòng)、擺度呈增大趨勢(shì)，人也無法久時(shí)間的站立在控制環(huán)和發(fā)電機(jī)上蓋板上，機(jī)組仍無法穩(wěn)定運(yùn)行。2.22.2機(jī)組第二次振動(dòng)故障診斷機(jī)組第二次振動(dòng)故障診斷機(jī)組停機(jī)后，懷疑因素眾多，為了真正的找到機(jī)組的振源，消除眾多疑慮，要求安裝單位對(duì)機(jī)組進(jìn)行轉(zhuǎn)子空氣間隙

7、、機(jī)架基礎(chǔ)螺栓、磁極阻抗、止漏環(huán)、軸承導(dǎo)瓦、鏡板水平及機(jī)組軸線的全面檢查，發(fā)現(xiàn)以下問題[3]：（1）先前處理的底環(huán)與座環(huán)段焊處的焊縫個(gè)別開裂。（2）下導(dǎo)擺度為0.11mm(盤車時(shí))，超過規(guī)范要求（0.06mm）。（3）錐管進(jìn)人門打開后，發(fā)現(xiàn)錐管內(nèi)部－x方向防銹漆全部被沖刷掉，其余部位均完好無損。分析原因，軸線下導(dǎo)部分?jǐn)[度略有超標(biāo)，但不會(huì)產(chǎn)生如此大的振動(dòng)。振源仍舊未找到，只能先行處理機(jī)組軸線，機(jī)組振源仍在查找之中。并暫時(shí)對(duì)機(jī)組進(jìn)行如下處理

8、：（1）對(duì)開裂焊縫處重新清根，進(jìn)行補(bǔ)焊，確保牢固。（2）對(duì)機(jī)組推力瓦重新調(diào)整受力，并用旋轉(zhuǎn)鏡板法，測(cè)量調(diào)整鏡板水平為0.01mmm。（3）機(jī)組剛性盤車后，在推力頭與鏡板之間加墊，重新調(diào)整機(jī)組軸線，使下導(dǎo)凈擺度為0.05mm，法蘭凈擺度為0.09mm，水導(dǎo)凈擺度為0.15mm，各部軸承擺度值均保證在規(guī)范之內(nèi)。根據(jù)盤車值重新調(diào)整各部軸瓦間隙分配值，并按圖紙要求配鉸定位銷釘。（4）精確調(diào)整主軸中心及轉(zhuǎn)子空氣間隙。（5）更換上、下、水導(dǎo)油槽內(nèi)透

9、平油。當(dāng)4#機(jī)組再次手動(dòng)開機(jī)，運(yùn)行近3小時(shí)后，機(jī)組瓦溫正常，上端罩垂直振動(dòng)為0.01mm，水平振動(dòng)為0.03mm，水導(dǎo)擺度為0.06mm，機(jī)組運(yùn)行良好。在機(jī)組帶6.0MW負(fù)荷后，機(jī)組振動(dòng)及擺度值進(jìn)一步減小，運(yùn)行平穩(wěn)，上端罩垂直振動(dòng)為0.005mm，水平振動(dòng)為0.02mm，水導(dǎo)擺度為0.05mm，機(jī)組運(yùn)行狀況優(yōu)良。2.32.3多次消缺及檢修多次消缺及檢修機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，由于機(jī)組振源沒有徹底消除，機(jī)組舊病復(fù)發(fā)。但由于黑河為季節(jié)性河流，每

10、年十月流量驟減、河水逐漸冰凍，而此時(shí)正為黑河的豐水期，考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，4#機(jī)組繼續(xù)發(fā)電運(yùn)行，堅(jiān)持至十月～十一月的冰凍期再全面拆機(jī)、檢修。8月25日，機(jī)組振動(dòng)劇烈被迫停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)較多問題：（1）先前處理的底環(huán)與座環(huán)之間段焊的焊縫又多處開裂。（2）水導(dǎo)軸承與軸瓦之間的聯(lián)結(jié)螺栓又有松動(dòng)現(xiàn)象。（3）下機(jī)架的一個(gè)基礎(chǔ)螺栓被振斷，且基礎(chǔ)板組合縫處局部存在0.10mm的間隙。由于機(jī)組無法全面拆機(jī)檢查，同時(shí)又要保證發(fā)電任務(wù)，對(duì)機(jī)組只作了例行的削缺工作