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2013PLM征文:某水轮发电机组轴系振因测试与分析

2013/11/18    来源:e-works    特约撰稿人:马彪  李正贵  郑力  郭莹      
关键字:水轮发电机组  稳定性  振动分析  
文章介绍了为了找到某水电站的灯泡贯流式水轮发电机组在初始运行后机组轴系振动的原因,配合先进的监测系统,利用现场对真机初始安装并网运行后的轴系运行状态进行了全面的性能测试,测试内容包括主轴弯曲、主轴盘车、主轴姿态、导轴承瓦间隙、机组质量不平衡、磁拉力不平衡测试。测试完之后对测试结果进行分析,用以判定机组轴系运行的稳定性情况。

0 前言

    水轮发电机组轴系,即为机组的转动体,由主轴和安装于主轴的各转动部件组成,主要功能是转动并传递转矩。机组轴系包括机组中心、旋转中心、主轴中心线三个中心。三个中心是机组轴系稳定运行的基本要求,要求三者尽量保持在同一条直线上,即保持轴系与支撑部件的运行状况良好,振动量在允许范围内。机组轴系任何一个中心出现偏差,都会影响机组轴系运行的稳定性。故对于机组轴系振因测试与分析有着重要的实际意义。

1 机组基本参数和测点布置

    1.1 机组基本参数

    水轮机组额定出力为24670KW,设计流量1608/s,额定转速68.2r/min,额定水头6.8m。

    1.2 振动、摆度测点

机组测点布置图

    图1 机组测点布置图

2 测试内容

    2.1 轴系振动摆度测试

    在水轮机导叶和桨叶处于协联工况下,分别测试发导轴承、组合轴承、水导轴承+X、+Y向摆度,以及发导轴承、组合轴承、水导轴承的+X、+Y向和轴向水平振动。依据振动和摆度的测试数据,快速定位轴系振动偏大的部位。

    2.2 主轴弯曲测试

    主要监测主轴初始弯曲时的发导轨迹、组合轴承轨迹、水导轨迹,监测过程是在近似停机状态下进行的,分别测试发导处、组合轴承处、水导处的弯曲量和弯曲相位角,根据图与数值,分析主轴弯曲对机组稳定性的影响。

    2.3 主轴盘车测试

    监测发导盘车的最小、最大双幅值和水导盘车最小、最大双幅值,根据这4个数值来判定主轴盘车数据是否正常。

    2.4 主轴姿态测试

    分别监测投励磁前(空转)、投励磁后(空载)、负荷10MW、负荷23MW这4种不同工况下的主轴弯曲的空间轴线图,得到4种工况下不同位置的相位角,通过对比来分析主轴姿态。

    2.5 导轴承瓦间隙测试

    轴心轨迹是指在给定的转速下,轴心相对于轴承座或对地,在其与轴线垂直的平面内的运动轨迹,这一轨迹为平面曲线,它可反映转轴在旋转时轴心运动的轨迹。分别测试发导轴承、组合轴承、水导轴承摆度最大时各轴承的多周轴心轨迹图,用此来分析各导轴承瓦的间隙。

    2.6 机组质量不平衡测试

    变换转速,输出高低转速所对应的发导轨迹、组合轴承轨迹、水导轨迹的空间轴线图,并测出高转速(98%)、低转速(28%)所分别对应的发电机不同部位振动和摆度值。

    2.7 磁拉力不平衡测试

    对投励磁前和去励磁后进行空间轴线的输出,并测出不同情况下发电机不同方向的振动和摆度值。

责任编辑:程玥
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