Page 102 - 电力与能源2023年第二期

196 吴亚军，等：某 600 MW 超临界汽轮发电机结构振动分析与治理

统振动特性随接触刚度比的变化规律。
据不完全统计，国内有近百台大型机组存在
不同程度的结构振动问题 ［8-9］ ，结构振动问题已经
成为影响大型发电机组安全稳定运行的共性问
题。机组发生结构振动时现场治理难度大，目前
工程上多采用垫片调整、精细动平衡等方式来治
理 ［10］ ，但需要停机检修，且治理周期较长。

本文以某 600 MW 超临界汽轮发电机出现的
结构振动为例，对结构振动现象进行分析和讨论，
结合颗粒阻尼减振技术和动力吸振技术，建立动
力学模型进行压重有效性分析，并将其应用于汽
轮发电机结构振动工程治理，给出在紧急条件下
不允许停机时的结构振动处理措施。本机组的振
动治理思路及措施可为同类故障的诊断、治理提

供参考。

1 大型汽轮发电机结构振动现象 图 2 7 号和 8 号轴承振动 Bode 图

某 600 MW 超临界汽轮发电机组轴系有 9 个 表 1 7 号、8 号轴瓦各测点振幅 μm
轴承支撑，高中压转子、低压转子均为双支撑结 测点 7x 7y 7w 8x 8y 8w
振幅 44 59 41 61 25 70
构，发电机转子与励磁机转子为 3 支撑结构，各转
子之间通过刚性联轴器连接，如图 1 所示。该机 右，反映出轴承座柔性支撑的特征。
组 1～8 号轴瓦左右交叉 45°方向分别布置了测量 （3）工作转速下，7 号和 8 号轴承振幅不大，而
瓦振幅较大，8 号轴瓦在 3 000 r·min 工作转速附
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转轴相对位移 X、Y 的涡流传感器，垂直方向布置
了测量轴承振动的速度传感器。 近振动幅值超过报警值（≥50 μm 报警），且在工
作转速时存在共振峰。
该机组无足够停机检修时间，给振动治理带
来了较大困难。
图 1 发电机组轴系结构简图
2 发电机结构振动分析及建模
该机组通流改造后，7 号和 8 号轴承出现结构
振动故障，振幅最高达到 80 μm，且振动随负荷变 2.1 结构振动原因分析
化存在一定的波动。机组升速过程中 7 号和 8 号 大型汽轮发电机常采用端盖式轴承，轴承位
-1
轴 承 振 动 Bode 图 及 机 组 定 速 3 000 r·min 后 7 于发电机定子两侧端盖上，发电机定子机座自身
号、8 号轴瓦振动数据分别见图 2 和表 1。 的重量通过底脚板和梯形垫片施加在基础台板
该发电机 7 号和 8 号轴承振动基本呈现以下 上。发电机重量主要由机座四个角来承受，从端
特征。 部到中部载荷分配按指数规律递减。安装时通过

（1）在升速过程中，7 号和 8 号轴承振动存在 调整机座底脚下的阶梯垫片来调整载荷分配，使
多个峰值点，临近 3 000 r·min 工作转速时，8 号 发电机座底脚垫片的硬实，增强支撑刚度。
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轴承振动快速增大，最大振幅达到 80 μm。 发电机底脚阶梯垫片布置不合理是引起结
（2）通常情况下，轴振和瓦振的幅值比在（3～ 构振动故障的主要原因。通常在汽轮发电机组
6）∶1，而本机组轴振、瓦振的幅值比仅为 1∶1 左 改 造 或 大 修 过 程 中 ，为 了 满 足 轴 系 中 心 调 整 需