大型立式电机检修与振动
河南省南阳方达发电运行有限公司, 装机容量2台125MW 汽轮发电机组, 两台机组分别于1998年10月、1999年05月投入商业运行. 每台机组配置2台循环水泵组, 循环水泵为48LKXA-20型立式斜流泵(湖南长沙水泵厂生产), 配套立式鼠笼型异步电动机YL800-10/1430-1型(电压6000v, 电流96A,800kW, 转速592r/min,湖南湘潭电机厂生产), 结构带有上、下机架, 上、下滑动式导瓦及推力瓦. 刚投产运行时泵组一直存在电机上机架振动大(最大振动220μm) 问题. 曾调研其他电厂, 该问题普遍存在.
1 笔者结合多年检修经验, 归纳出常见的引起大型立式电机振动的主要原因有以下几个方面:
1) 推力瓦安装高度不符合要求, 造成电机转子安装高度不对致使磁力中心偏差大, 易引起振动偏大、不稳定, 甚至振动值随运行时间逐步增大等现象.
2) 推力瓦安装水平偏差大或启动、停运过程中冲击造成推力瓦块受力不均引起其水平偏差大.
3) 电机转子同轴度偏差大、电机转子与泵转子同轴度偏差大.
4) 电机上、下导瓦间隙调整不均匀甚至上、下导瓦安装掉角, 导致瓦温高、振动大, 或运行中上、下导瓦松脱, 导瓦间隙变大, 引起振动甚至电机扫膛.
5) 电机空气间隙调整不均匀, 造成电机扫膛引起振动.
6) 电机转子动平衡配重块等部件松脱、定子各结合面法兰螺栓松动刚度降低等.
2 电机检修主要回装过程
1）电机支座台板A 面(见图示) 水平找正
2) 电机支座就位及上结合面法兰B 水平找正
3) 电机定子就位及上结合面法兰C 面水平找正
4) 电机穿转子
5) 电机上机架就位
6) 电机推力头回装
7）推力瓦块安装及高度调整
8) 推力瓦块安装水平调整;
9) 电机转子同轴度(摆度) 测量调整
10) 电机转子与上机架油室中心找正
11) 上导瓦轻抱转子, 确保转子径向限位防止跑偏
12) 电机空气间隙调整
13) 电机与泵等机械转子对轮中心找正
14) 电机下导瓦就位, 间隙调整, 固定
15) 电机上导瓦间隙调整, 固定
16) 电机空转
17) 泵等机械转子与盘根室中心找正, 转子提升高度调整
18) 电机与泵等机械转子对轮连接
19) 电机与泵等机械转子同轴度(摆度) 校验,
20) 泵等机械加盘根, 电机带负荷运转
3 电机检修主要回装过程应遵循的原则;
检修回装总原则是先定子部件后转子部件. 定子部件回装相当于打基础, 原则是按电机构造一层一层自下而上进行组装, 是转子部件回装质量的前提保障, 而转子部件回装质量是决定设备振动水平的关键. 转子部件回装, 首先是安装推力瓦, 转子轴向定位正确, 接着在推力瓦安装水平调整, 然后测量调整电机转子与推力盘镜板的垂直度, 保证电机转子同轴度(摆度) 合格的前提下, 最后才能进行电机定、转子各部位径向配合间隙的调整. 这样才能保证电机定、转子各部位径向配合间隙检修测量数据的真实性、调整的有效性. 电机定、转子各部位径向配合间隙调整遵循的原则是自上而下, 也是针对电机构造而言的. 具体讲, 首先通过上导瓦调整转子至上机架油室中心, 然后利用中部上机架顶丝平移上机架, 调整电机径向空气间隙均匀, 最后利用下部定子顶丝整体平移电机, 进行电机与泵等机械对轮中心找正. 电机上、下导瓦间隙调整、导瓦固定应在电机与泵等机械对轮中心找正结束后进行.
4主要检修工艺细节及提示
1) 主要检修回装过程中第1步要求电机支座台板A 面(见图示) 水平找正, 实际就是泵等机械的台板水平找正, 确保泵等机械的定子部分安装的水平、垂直度, 避免其动静摩擦引起振动导致电机振动加剧.
2) 定子部件回装时每一层结合面清理干净无杂物, 确保结合密实, 调整各结合面法兰水平偏差在0.05mm/m以内. 各结合面法兰水平测量方法最好用精度高的合像水平仪在东西南北四个对称的方位测量.
3) 要求测量定子部分某一部件结合面法兰水平前, 该部件下部结合面法兰螺栓必须对称紧固好, 确保测量真实有效.(如图示B 结合面测量水平前,A 结合面法兰螺栓必须对称紧固好.)
4) 定子部分每一层结合面法兰水平调整好, 可确保电机重心无偏斜, 关键能确保电机上下空气间隙能调整的对称、均匀、合格. 更好地避免电机扫膛、振动
5) 定子部分每一层结合面法兰螺栓紧固均匀、对称、牢固, 确保连接刚度. 某一结合面法兰螺栓松动会导致支撑连接刚度降低, 必然影响振动
6) 电机出现振动, 必须首先排除是否存在定子部件各结合面法兰紧固螺栓松动, 包括上导瓦保持架固定螺栓是否松动等, 这不仅是引起振动的可能因素, 同时也是为下步检查转子部件及瓦(包括上、下导瓦、推力瓦) 创造必要的前提条件, 只有这样才能保证转子及瓦检修测量数据的真实性、调整的有效性.
7) 主要检修回装过程中第6步是电机推力头回装, 一是要清理干净转子轴颈、推力头、镜板、推力头限位用两半卡环, 并不得有毛刺、卷边变形等, 确保配合密实, 避免装配误差, 二是要确保推力头对卡环的紧力0.03㎜、推力头卡环及推力头与镜板间紧固螺栓紧力均匀、牢固, 防松脱垫片完好. 特别强调, 无论检修过程是否拆卸推力头, 都应检查、复紧上述紧固螺栓, 确保紧力均匀、牢固.; t2 w6 f1 v5
8) 主要检修回装过程中第7步是推力瓦块安装及高度调整, 目的确保电机磁力中心无偏差, 可参考电机、泵等机械说明书技术要求, 结合现场实际测量电机定、转子铁芯凸肩相对位置确定.
9) 推力瓦块安装前, 应留心检查相邻两推力瓦块间的推力瓦块止转销是否存在因受推力瓦块冲击力而损伤. 推力瓦块止转销防止推力瓦块自身大角度转动, 确保润滑油膜形成、避免瓦块受力差甚至发生转动错位与转子碰磨引起振动.
10) 主要检修回装过程中第8、9步是推力瓦块安装水平调整及电机转子同轴度(摆度) 测量调整. 推力瓦块安装水平调整, 现在许多检修单位采用的传统方法是在电机转子轴头处用合像水平仪甚至是精度较低的框式水平仪测量、调整, 且不盘动转子, 这种检修工艺误差大. 电机转子同轴度(摆度) 测量调整步骤, 现在许多检修单位并未认真进行过, 这是不科学、不彻底的检修结果. 有些检修单位认为推力头外围找正, 确保推力头与镜板的水平、垂直, 没有必要进行电机转子同轴度(摆度) 测量调整步骤, 但是外围找正的结果可能存在偏差, 况且推力头与卡环、转子装配还有装配误差, 所以应进行电机转子同轴度(摆度) 测量调整步骤.
11) 本文介绍一种改进后的推力瓦块安装水平调整检修工艺方法, 通过盘动转子进行推力瓦安装水平的找正, 值得借鉴运用. 盘动转子进行推力瓦安装水平的找正前, 应初找电机径向空气间隙及预留0.1mm 左右的上导瓦间隙, 防止定、转子发生碰磨情况影响检修质量. 需要强调的是, 推力瓦块安装水平调整及电机转子同轴度(摆度) 测量调整的好坏, 对电机振动与否是一个非常关键的决定因素.
12) 电机上机架运行振动值变化, 或增大、或减小, 往往是电机启动、停运过程中有冲击力, 造成推力瓦块受力不均, 引起其水平变化所至. 厂家设计每一个推力瓦块与调整顶丝之间都有一个铜垫片, 主要作用就是在推力瓦块与顶丝之间增加一个滑动面, 避免推力瓦块、顶丝相互之间作用力大引起毛刺、损伤等. 而冲击力引起推力瓦块水平偏差变化的主要原因就是这滑动铜垫片变形. 可以更换为不易变形的钢质垫片.
13) 主要检修回装过程中第11步是上导瓦轻抱转子, 确保转子径向限位防止跑偏, 要真正做到这一点, 在上导瓦轻轻抱住转子限位后, 上导瓦顶丝必须备紧, 否则有可能会出现上导瓦松脱现象. 做好这一步, 目的确保后续的电机径向空气间隙调整、电机与泵对轮中心找正结果的真实、有效, 避免无谓的返工. 即便做好了这一步, 笔者仍建议在调整导瓦间隙前先复查一下电机径向空气间隙是否变化, 若变化应尽早查找原因处理.
14) 主要检修回装过程中第14步才提到电机下导瓦就位, 间隙调整, 固定. 目的在于提示大家, 电机下导瓦就位早晚无所谓, 关键是间隙调整应在对轮中心找正结束后方可进行. 在此之前, 即便下导瓦已经就位, 也应该将其退出, 避免其与转子发生碰磨等别劲情况, 导致推力瓦块安装水平调整、电机径向空气间隙调整、对轮中心找正结果的误差.
15) 电机上、下导瓦间隙调整前, 必须检查上、下导瓦瓦块背部绝缘垫压块固定螺栓是否有松动情况, 有松动应紧固好, 确保导瓦间隙调整值结果的真实、有效. 否则可能因此导致导瓦间隙调整不真实、偏大, 引起电机振动甚至扫膛.
16) 电机上、下导瓦间隙调整时, 建议取厂家技术要求的导瓦间隙的中间值确定塞尺厚度, 测量时塞尺不得紧力过大, 最好对称两导瓦间隙同时测量、调整, 防止导瓦间隙调整过程中导致转子顶偏、上下导瓦间隙调整不匀称甚至掉角, 引起电机导瓦温度高、振动大. 也是考虑此因素, 所以建议在上导瓦轻抱转子时, 先调整固定下导瓦, 降低转子顶偏的可能. 同时建议在调整下导瓦间隙前, 先使各下导瓦轻抱转子后, 再逐个退
出进行间隙调整.
17) 上下导瓦上压板与导瓦间隙应保持0.5mm 左右间隙, 确保导瓦活动自由.
18) 主要检修回装过程中第19步是电机与泵等机械转子同轴度(摆度) 校验. 这一点目的在于校验对轮螺栓连接紧固的均匀、对称等情况, 便于消除电机与泵等机械连接质量差问题.
19) 目前大型立式电机结构除本文描述的形式, 还有下导瓦是滚珠轴承的结构形式, 也有上下导瓦都是滚珠轴承的结构形式. 相对而言滚珠轴承的结构形式检修工艺要简单的多, 在检修中转子找垂直、防止上、下轴承别劲等, 可采取轴承室与定子部件结合面法兰螺栓先在松弛状态下进行调整, 这是关键措施.
5 改进后的推力瓦块安装水平调整工艺方法介绍
1) 改进后的推力瓦块安装水平调整工艺方法:在推力头上固定一个临时保持架, 用于合像水平仪的固定.(保持架固定合像水平仪的半径R 越大, 水平度测量精度就越高, 一般也不必太大, 同镜板的半径大小一致或偏小一点即可.) 以推力瓦块数量(一般是8块) 确定圆周等份, 盘动电机转子, 当合像水平仪与推力瓦块中心重合时, 读取测量值, 测量值大说明对应点推力瓦块安装偏高. 调整推力瓦块下部顶丝确定其安装高度. 推力瓦块安装水平要求等分线对应读数差0.1㎜以内(也即瓦块水平偏差在0.05mm 以内) 即可. 注意推力瓦块安装水平调整推力瓦块安装高度应结合转子与定子铁芯磁力中心, 确保水平合格时磁力中心无较大偏差. 安装水平调整好以后应将推力瓦块锁紧、固定.
大型立式电机检修与振动
河南省南阳方达发电运行有限公司, 装机容量2台125MW 汽轮发电机组, 两台机组分别于1998年10月、1999年05月投入商业运行. 每台机组配置2台循环水泵组, 循环水泵为48LKXA-20型立式斜流泵(湖南长沙水泵厂生产), 配套立式鼠笼型异步电动机YL800-10/1430-1型(电压6000v, 电流96A,800kW, 转速592r/min,湖南湘潭电机厂生产), 结构带有上、下机架, 上、下滑动式导瓦及推力瓦. 刚投产运行时泵组一直存在电机上机架振动大(最大振动220μm) 问题. 曾调研其他电厂, 该问题普遍存在.
1 笔者结合多年检修经验, 归纳出常见的引起大型立式电机振动的主要原因有以下几个方面:
1) 推力瓦安装高度不符合要求, 造成电机转子安装高度不对致使磁力中心偏差大, 易引起振动偏大、不稳定, 甚至振动值随运行时间逐步增大等现象.
2) 推力瓦安装水平偏差大或启动、停运过程中冲击造成推力瓦块受力不均引起其水平偏差大.
3) 电机转子同轴度偏差大、电机转子与泵转子同轴度偏差大.
4) 电机上、下导瓦间隙调整不均匀甚至上、下导瓦安装掉角, 导致瓦温高、振动大, 或运行中上、下导瓦松脱, 导瓦间隙变大, 引起振动甚至电机扫膛.
5) 电机空气间隙调整不均匀, 造成电机扫膛引起振动.
6) 电机转子动平衡配重块等部件松脱、定子各结合面法兰螺栓松动刚度降低等.
2 电机检修主要回装过程
1）电机支座台板A 面(见图示) 水平找正
2) 电机支座就位及上结合面法兰B 水平找正
3) 电机定子就位及上结合面法兰C 面水平找正
4) 电机穿转子
5) 电机上机架就位
6) 电机推力头回装
7）推力瓦块安装及高度调整
8) 推力瓦块安装水平调整;
9) 电机转子同轴度(摆度) 测量调整
10) 电机转子与上机架油室中心找正
11) 上导瓦轻抱转子, 确保转子径向限位防止跑偏
12) 电机空气间隙调整
13) 电机与泵等机械转子对轮中心找正
14) 电机下导瓦就位, 间隙调整, 固定
15) 电机上导瓦间隙调整, 固定
16) 电机空转
17) 泵等机械转子与盘根室中心找正, 转子提升高度调整
18) 电机与泵等机械转子对轮连接
19) 电机与泵等机械转子同轴度(摆度) 校验,
20) 泵等机械加盘根, 电机带负荷运转
3 电机检修主要回装过程应遵循的原则;
检修回装总原则是先定子部件后转子部件. 定子部件回装相当于打基础, 原则是按电机构造一层一层自下而上进行组装, 是转子部件回装质量的前提保障, 而转子部件回装质量是决定设备振动水平的关键. 转子部件回装, 首先是安装推力瓦, 转子轴向定位正确, 接着在推力瓦安装水平调整, 然后测量调整电机转子与推力盘镜板的垂直度, 保证电机转子同轴度(摆度) 合格的前提下, 最后才能进行电机定、转子各部位径向配合间隙的调整. 这样才能保证电机定、转子各部位径向配合间隙检修测量数据的真实性、调整的有效性. 电机定、转子各部位径向配合间隙调整遵循的原则是自上而下, 也是针对电机构造而言的. 具体讲, 首先通过上导瓦调整转子至上机架油室中心, 然后利用中部上机架顶丝平移上机架, 调整电机径向空气间隙均匀, 最后利用下部定子顶丝整体平移电机, 进行电机与泵等机械对轮中心找正. 电机上、下导瓦间隙调整、导瓦固定应在电机与泵等机械对轮中心找正结束后进行.
4主要检修工艺细节及提示
1) 主要检修回装过程中第1步要求电机支座台板A 面(见图示) 水平找正, 实际就是泵等机械的台板水平找正, 确保泵等机械的定子部分安装的水平、垂直度, 避免其动静摩擦引起振动导致电机振动加剧.
2) 定子部件回装时每一层结合面清理干净无杂物, 确保结合密实, 调整各结合面法兰水平偏差在0.05mm/m以内. 各结合面法兰水平测量方法最好用精度高的合像水平仪在东西南北四个对称的方位测量.
3) 要求测量定子部分某一部件结合面法兰水平前, 该部件下部结合面法兰螺栓必须对称紧固好, 确保测量真实有效.(如图示B 结合面测量水平前,A 结合面法兰螺栓必须对称紧固好.)
4) 定子部分每一层结合面法兰水平调整好, 可确保电机重心无偏斜, 关键能确保电机上下空气间隙能调整的对称、均匀、合格. 更好地避免电机扫膛、振动
5) 定子部分每一层结合面法兰螺栓紧固均匀、对称、牢固, 确保连接刚度. 某一结合面法兰螺栓松动会导致支撑连接刚度降低, 必然影响振动
6) 电机出现振动, 必须首先排除是否存在定子部件各结合面法兰紧固螺栓松动, 包括上导瓦保持架固定螺栓是否松动等, 这不仅是引起振动的可能因素, 同时也是为下步检查转子部件及瓦(包括上、下导瓦、推力瓦) 创造必要的前提条件, 只有这样才能保证转子及瓦检修测量数据的真实性、调整的有效性.
7) 主要检修回装过程中第6步是电机推力头回装, 一是要清理干净转子轴颈、推力头、镜板、推力头限位用两半卡环, 并不得有毛刺、卷边变形等, 确保配合密实, 避免装配误差, 二是要确保推力头对卡环的紧力0.03㎜、推力头卡环及推力头与镜板间紧固螺栓紧力均匀、牢固, 防松脱垫片完好. 特别强调, 无论检修过程是否拆卸推力头, 都应检查、复紧上述紧固螺栓, 确保紧力均匀、牢固.; t2 w6 f1 v5
8) 主要检修回装过程中第7步是推力瓦块安装及高度调整, 目的确保电机磁力中心无偏差, 可参考电机、泵等机械说明书技术要求, 结合现场实际测量电机定、转子铁芯凸肩相对位置确定.
9) 推力瓦块安装前, 应留心检查相邻两推力瓦块间的推力瓦块止转销是否存在因受推力瓦块冲击力而损伤. 推力瓦块止转销防止推力瓦块自身大角度转动, 确保润滑油膜形成、避免瓦块受力差甚至发生转动错位与转子碰磨引起振动.
10) 主要检修回装过程中第8、9步是推力瓦块安装水平调整及电机转子同轴度(摆度) 测量调整. 推力瓦块安装水平调整, 现在许多检修单位采用的传统方法是在电机转子轴头处用合像水平仪甚至是精度较低的框式水平仪测量、调整, 且不盘动转子, 这种检修工艺误差大. 电机转子同轴度(摆度) 测量调整步骤, 现在许多检修单位并未认真进行过, 这是不科学、不彻底的检修结果. 有些检修单位认为推力头外围找正, 确保推力头与镜板的水平、垂直, 没有必要进行电机转子同轴度(摆度) 测量调整步骤, 但是外围找正的结果可能存在偏差, 况且推力头与卡环、转子装配还有装配误差, 所以应进行电机转子同轴度(摆度) 测量调整步骤.
11) 本文介绍一种改进后的推力瓦块安装水平调整检修工艺方法, 通过盘动转子进行推力瓦安装水平的找正, 值得借鉴运用. 盘动转子进行推力瓦安装水平的找正前, 应初找电机径向空气间隙及预留0.1mm 左右的上导瓦间隙, 防止定、转子发生碰磨情况影响检修质量. 需要强调的是, 推力瓦块安装水平调整及电机转子同轴度(摆度) 测量调整的好坏, 对电机振动与否是一个非常关键的决定因素.
12) 电机上机架运行振动值变化, 或增大、或减小, 往往是电机启动、停运过程中有冲击力, 造成推力瓦块受力不均, 引起其水平变化所至. 厂家设计每一个推力瓦块与调整顶丝之间都有一个铜垫片, 主要作用就是在推力瓦块与顶丝之间增加一个滑动面, 避免推力瓦块、顶丝相互之间作用力大引起毛刺、损伤等. 而冲击力引起推力瓦块水平偏差变化的主要原因就是这滑动铜垫片变形. 可以更换为不易变形的钢质垫片.
13) 主要检修回装过程中第11步是上导瓦轻抱转子, 确保转子径向限位防止跑偏, 要真正做到这一点, 在上导瓦轻轻抱住转子限位后, 上导瓦顶丝必须备紧, 否则有可能会出现上导瓦松脱现象. 做好这一步, 目的确保后续的电机径向空气间隙调整、电机与泵对轮中心找正结果的真实、有效, 避免无谓的返工. 即便做好了这一步, 笔者仍建议在调整导瓦间隙前先复查一下电机径向空气间隙是否变化, 若变化应尽早查找原因处理.
14) 主要检修回装过程中第14步才提到电机下导瓦就位, 间隙调整, 固定. 目的在于提示大家, 电机下导瓦就位早晚无所谓, 关键是间隙调整应在对轮中心找正结束后方可进行. 在此之前, 即便下导瓦已经就位, 也应该将其退出, 避免其与转子发生碰磨等别劲情况, 导致推力瓦块安装水平调整、电机径向空气间隙调整、对轮中心找正结果的误差.
15) 电机上、下导瓦间隙调整前, 必须检查上、下导瓦瓦块背部绝缘垫压块固定螺栓是否有松动情况, 有松动应紧固好, 确保导瓦间隙调整值结果的真实、有效. 否则可能因此导致导瓦间隙调整不真实、偏大, 引起电机振动甚至扫膛.
16) 电机上、下导瓦间隙调整时, 建议取厂家技术要求的导瓦间隙的中间值确定塞尺厚度, 测量时塞尺不得紧力过大, 最好对称两导瓦间隙同时测量、调整, 防止导瓦间隙调整过程中导致转子顶偏、上下导瓦间隙调整不匀称甚至掉角, 引起电机导瓦温度高、振动大. 也是考虑此因素, 所以建议在上导瓦轻抱转子时, 先调整固定下导瓦, 降低转子顶偏的可能. 同时建议在调整下导瓦间隙前, 先使各下导瓦轻抱转子后, 再逐个退
出进行间隙调整.
17) 上下导瓦上压板与导瓦间隙应保持0.5mm 左右间隙, 确保导瓦活动自由.
18) 主要检修回装过程中第19步是电机与泵等机械转子同轴度(摆度) 校验. 这一点目的在于校验对轮螺栓连接紧固的均匀、对称等情况, 便于消除电机与泵等机械连接质量差问题.
19) 目前大型立式电机结构除本文描述的形式, 还有下导瓦是滚珠轴承的结构形式, 也有上下导瓦都是滚珠轴承的结构形式. 相对而言滚珠轴承的结构形式检修工艺要简单的多, 在检修中转子找垂直、防止上、下轴承别劲等, 可采取轴承室与定子部件结合面法兰螺栓先在松弛状态下进行调整, 这是关键措施.
5 改进后的推力瓦块安装水平调整工艺方法介绍
1) 改进后的推力瓦块安装水平调整工艺方法:在推力头上固定一个临时保持架, 用于合像水平仪的固定.(保持架固定合像水平仪的半径R 越大, 水平度测量精度就越高, 一般也不必太大, 同镜板的半径大小一致或偏小一点即可.) 以推力瓦块数量(一般是8块) 确定圆周等份, 盘动电机转子, 当合像水平仪与推力瓦块中心重合时, 读取测量值, 测量值大说明对应点推力瓦块安装偏高. 调整推力瓦块下部顶丝确定其安装高度. 推力瓦块安装水平要求等分线对应读数差0.1㎜以内(也即瓦块水平偏差在0.05mm 以内) 即可. 注意推力瓦块安装水平调整推力瓦块安装高度应结合转子与定子铁芯磁力中心, 确保水平合格时磁力中心无较大偏差. 安装水平调整好以后应将推力瓦块锁紧、固定.