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国产某联合循环320MW汽轮发电机组轴系两倍频故障分析

国产某联合循环320MW汽轮发电机组轴系两倍频故障分析
国产某联合循环320MW汽轮发电机组轴系两倍频故障分析

国产某联合循环320MW汽轮发电机组轴系两倍频故障分析

摘要:通过对国内某联合循环320MW汽轮发电机组现场处理,发现轴系存在两倍频振动较大事件,分析诊断过程中,发现两倍频激振力来自于发电机内部,为发电机转子刚度不对称导致;总结两倍频激振力对轴系各瓦振动影响,为今后各类型机组现场两倍频振动故障分析与诊断提供技术支持。

关键词:汽轮机组;两倍频;联合循环;振动特征;故障诊断

前言

两倍频振动是汽轮发电机组的常见故障,对机组稳定运行危害很大。随着我国汽轮发电机组类型增多,汽轮机轴系模块型式变化较大,整个轴系中临界区扩大,发电机结构刚度不对称等,均容易诱发两倍频激振力产生。

1.两倍频故障案例

某国内联合循环320MW汽轮发电机组轴系由高中压转子(HIP)、低压转子(LP)、发电机转子(GEN)、SSS离合器组成。发电机置于高中压侧,高中压转子与SSS离合器由一短轴联接,该短轴用于消除转子挠度对SSS离合器的影响。低压转子外伸设有一轴承用于支撑低压盘车齿轮重量。整个轴系共有8个轴承,机组轴系简图如图所示:

机组2014年5月份首次启动,冲转至3000rpm过程中,过高中压、低压和发电机转子一阶临界区振动优秀,但在升速至2940rpm时刻,轴系7瓦、8瓦、1瓦、2瓦和3瓦轴振幅值开始增加,上述各瓦周振幅值随转速升至3000rpm而持续增长;现场经过对轴系各瓦进行频谱分析,发现2940→3000rpm过程中,主要为两倍频[1]增加导致,轴系中发电机7瓦和8瓦首先产生2倍频激振力,导致1瓦、2瓦和3瓦振动幅值上升,其中最大振动为1瓦为180μm左右,7瓦、8瓦分别为140μm和110μm左右,上述各瓦幅值达到报警值或超过报警值,现场报警值为125μm,轴系振动情况已危害到机组正常运行。

2.原因分析和解决措施

对汽轮发电机组轴系临界转速和振型进行重新核算,具体如下表所示:

序号

理论计算和现场实测结果上看,汽轮机单跨没有接近6000rpm的共振频率;汽轮机轴系(不带电机)有中间短轴二阶6677rpm,汽机和发电机连成轴系后升高至6947rpm,远离6000rpm,不存在共振现象;整个机组轴系存在两个接近6000rpm的固有频率,一个是5667rpm,另一个是6214rpm。5667rpm频率为汽发连轴器振型,该频率难于改变,从分析看也不是该频率产生的二倍频振动。另

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