軸承知識
發(fā)電機后軸承異常振動原因分析報告
2021-11-25在多次的振動處理實踐中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機后軸承的異常振動有其特殊性。發(fā)電機后軸承異常振動的主要表現(xiàn)有軸的振動測量值虛假偏大;軸承的支承剛度不足,存在差別振動,從而導致軸承的軸向振動偏大;軸承座軸向共振;軸系上的擾動力過大。
1.軸的振動測量值虛假偏大
目前幾乎所有的QFS型雙水內冷發(fā)電機機組均存在發(fā)電機轉子的虛假振動問題,由于該原因,許多機組的發(fā)電機軸振保護(勵端)未能正常投運。QFS型雙水內冷發(fā)電機轉子勵端軸頸處內部有偏心孔勵磁引線通過的特殊結構,當發(fā)電機轉子通勵磁電流后,該軸頸處附近的轉軸表面材料會受到4i同程度的磁化,采用渦流式傳感器的測量方法測量該處的軸振,將會因被測材料的磁導率變化而含有較大的虛假振動信號。隨著勵磁電流的增大,軸振隨之增大。
1.1實例分析
某臺100MW機組在3000r/min下各瓦軸振、瓦振狀況良好,滿負荷時發(fā)電機后軸承垂直軸振時域圖見圖1。每個振動周期內存在著2個負向尖脈沖,該信號在機組加上勵磁后即出現(xiàn),且隨勵磁電流的增大而增大,這是由于渦流傳感器測到的發(fā)電機線圈引出線的強大的磁場干擾所致,振動信號完全被脈沖信號淹沒,分析此時振動測量值,其通頻信號為160um,而基頻信號僅41.8um。由于電廠的TSI保護裝置只能檢測到通頻信號的峰峰值,因此顯示其幅值為160um,系統(tǒng)常處于報警狀態(tài),而此時的測量值已不能反映真實的振動情況。
1.2解決方法
為消除發(fā)電機后軸承軸振虛假信號問題,某電廠結合機組檢修機會,對其測振裝置進行了改造,將發(fā)電機后軸承的軸振動測量探頭改為復合式探頭(接觸式探頭+渦流傳感器),它通過測桿與軸接觸測量軸振動.有效地將干擾信號分離,保留真實的振動信號,更換新型探頭后,在并網前后振動基本無變化效果良好,基本解決了原QFS型雙水內冷發(fā)電機轉子的虛假振動問題。但該裝置的缺點在于壓緊彈簧在安裝不當時也會導致測量干擾.而且由于是接觸式測量,長時間運行后探頭也會磨損。
2.軸承支承剛度不足引發(fā)的軸向振動
有多臺機組發(fā)電機后軸承的支承剛度不足,從而導致軸承的軸向振動偏大,這種情況在現(xiàn)場Z為多見。通過軸承外特性試驗.對軸承各連接部件之間的差別振動進行測量,口r以發(fā)現(xiàn)軸承座垂直或水平振動存在較大的差別振動,進一步檢查可發(fā)現(xiàn)軸承蓋、軸承座、基礎臺板等連接螺絲部分沒有擰緊、預緊力不夠等問題。實例分析如下。
a)某廠1臺6MW機組的發(fā)電機后軸承垂直、軸向振動嚴重超標,在現(xiàn)場通過軸承外特性試驗發(fā)現(xiàn)軸承座一一角的臺板與基礎存在較大的差別振動,經分析應為基礎二次灌漿松裂或臺板螺絲松動,將該部位上部的水泥層打掉,發(fā)現(xiàn)臺板與基礎的固定螺絲松動,用手就可以擰動。經處理后軸承振動恢復正常。
b)某廠1臺35MW機組的發(fā)電機后軸承軸向振動超標,在現(xiàn)場通過軸承外特性試驗發(fā)現(xiàn)軸承座的發(fā)電機側與勵磁機側存在較大的差別振動,經過檢查發(fā)現(xiàn)為了保證軸系的揚度。檢修人員把發(fā)電機后軸承標高抬高,因此增多,該軸承座與臺板之間的墊片,不銹鋼墊片與絕緣墊片共計達8層之多,而且部分不銹鋼墊片沒有使用整張的墊片,使軸承座與基礎問的接觸不好,從而在各個連接螺絲都擰緊的情況下,仍不能達到要求的連接剛度。針對發(fā)現(xiàn)的問題進行了處理后,該軸承軸向振動在合格范圍內。
3.軸承座軸向共振
當軸承座軸向的自振頻率與轉子工作頻率接近或成整數(shù)倍時,軸承座會發(fā)生軸向共振,引起明顯的軸向振動。在現(xiàn)場一般是以二倍頻形式出現(xiàn),引起二倍頻共振的激振力主要是兩極發(fā)電機的電磁激振力,它是由于基礎上各點振動的不均勻而形成二倍頻的軸向振動分量。使軸承座發(fā)生共振。其次是轉子剛性不對稱及轉子對中玎i好等使機組在額定轉速下無勵磁電流時即呈現(xiàn)明顯的二倍頻振動。
某廠1臺50MW機組在啟動、過臨界及額定轉速下振動均在合格范圍內。但在帶負荷過程中.隨著勵磁電流的增加,發(fā)電機后軸承的軸向振動也隨之增大,在45MW負荷工況下振動的頻譜圖見圖2。因此該發(fā)電機后軸承的軸向振動與勵磁電流有著直接的關系,且振動以二倍頻為主,經過檢查分析為軸向共振,因此Z有效的方法是對軸承座的自振頻率進行調整,使其避開工作轉速,在現(xiàn)場對發(fā)電機后軸承座及發(fā)電機靜子與臺板的連接剛度進行了調整試驗后,該異常振動消失,軸向振動在30um以內。
4.軸系擾動力過大
在發(fā)電機后軸承振動故障診斷中,當對上述兒方面的問題進行檢查處理后,振動沒有明顯改善,且振動為普通強迫振動時.則應考察發(fā)電機轉子的擾動力。有的機組枉通過發(fā)電機臨界轉速時出現(xiàn)很大的1階振動響應,有的機組在額定轉速3000r/min時振動超標,主要表現(xiàn)為發(fā)電機2個軸承的反相振動分量偏大,這種振動可通過現(xiàn)場高速動平衡加以改善。
5.結束語
發(fā)電機后軸承異常振動有其特殊性,在振動的測量方法、軸承的檢修質量等方面都應引起特別的注意,在具體的分析診斷中,自‘先應對所測量的數(shù)據進行詳細的分析,保證數(shù)據的真實町靠。然后通過頻譜分析排除軸向倍頻共振,當數(shù)據顯示為普通強迫振動時,對軸承的支承剛度進行檢查,通過與同型機組運行狀況的比較及現(xiàn)場檢查判斷,如果排除了支承剛度不足的影響,則町以考慮通過現(xiàn)場高速平衡的方法對振動加以改善。
(轉自:電廠三兩事兒)