百万机组可倾瓦油膜涡动故障分析和处理
汽轮发电机组油膜涡动故障分析与处理

为汽轮机 2倍频 。频谱显示小载荷工况 下时, 在电 机2 倍频附近 出) 的振动幅值明显加大, 该频率
附近存在瓣频成分 , 随着 负载的增加该频率 的振动 明显降低 。为此 , 对该频率进行了进一步细化分析 ,
某船用 汽 轮发 电机组 主要 由汽 轮机 、 齿轮 箱 、 发 电机 、 机架 及其 附属 部套件 组成 , 在船 上对 称布 置船
左右舷 ( 见图 1 。出厂试验及船 上初步运行时 , ) 机 组 振 动情况 良好 。运行 一 段 时 间 后 , Ⅱ号 机组 空载 与低负荷时 出现振动异常 , %左右负荷时振动最 2 0 为 严重 。为此 , Ⅱ号 汽轮 发 电机 组进 行 了振 动 测 对 试与分析 , 查明了机组振动由轴承油膜涡动引起 , 并 采 取 了相 应 的处理 措施 , 除 了轴 承油 膜涡 动 , 制 消 控
关键词 : 动与波 ; 振 汽轮发电机 ; 振动 ; 滑动轴承 ; 油膜涡动 中图分类号 :M3 1 T 2 6 3 T 1 ;P 0 . 文献标识码 : A
Fal r ay i n i n tn o t e Oi fl W h r i e An l ssa d El u mi a i g t h l m — i il
1 机 组 振 动 测试 与分 析
本 次振 动测 试 , 汽 轮机 、 轮箱 、 对 齿 电机 等 均 布 点 进行 了实测 , 中测 点 1和 2分别 为汽 轮 机 前 轴 其
收稿 日期:070 -8 20 -52 作者筒 介: 胡荣华 (9 5 , , 16 一) 男 安徽人 , 工程 师 , 主要从事舰船设 备 设计、 制造检验工作 。
Ab t a t Ac o dn ot e t e r o e rn nsa ii sr c : c r ig t h h oy frb a i g i tb l y,t e vb ai n s e tu o u bi e r t h ir to p c r m ft t r neg ne — he ao n s p i nay e . T e uts o h tolfl whilo ldng b a ig wi h u bi e g n rt r t ro hi s a lz d he r s l h ws t a i— m r fsi i e rn t t e t r n e e ao i h i a i n l e c d b h o n a o d t n .S me me s r sa e tk n t o to hev b a in s c e s s e sl ifu n e y t e b u d r c n i o s o a u e r a e o c n rlt i rto u c s - y y i f l c o d n o t e a l ss r s ls ul a c r i g t h nay i e u t. y Ke r : ir to d wa e;t r o g n r tr i r to y wo ds vb ain a v n u b — e e a o ;v b ain;si i g be rn ld n a i g;o lfl wh r i-im il
9FA燃气轮机可倾瓦油膜涡动故障分析与处理的思考

9FA燃气轮机可倾瓦油膜涡动故障分析与处理的思考发布时间:2021-12-01T08:48:40.074Z 来源:《当代电力文化》2021年第19期作者:张政红[导读] 由于燃气轮机在结构、工况等诸多方面与蒸汽轮机相比有较大差别,张政红杭州华电半山发电有限公司浙江杭州 310015摘要:由于燃气轮机在结构、工况等诸多方面与蒸汽轮机相比有较大差别,因此有必要对燃气轮机转子系统的动力学行为进行深入研究。
转子-轴承系统的油膜涡动和油膜振荡是影响机组运行安全的重要因素之一,研究系统油膜涡动的动力学特征,对于系统的设计、油膜振荡的诊断、防治和消除均具有重要的意义。
以某9FA燃气轮机#3可倾瓦轴承振动突然增大造成机组跳闸,振动突增以25Hz低频分量为主,诊断为油膜涡动故障。
造成油膜涡动故障的原因为燃气轮机透平间少量烟气泄漏造成透平间温度异常升高,将#1轴承抬高,使相邻的#3轴承负载减轻,诱发油膜涡动。
制定了有效的处理措施,解决了油膜涡动问题,为该类故障处理提供了参考。
关键词:9FA燃气轮机;可倾瓦;油膜涡动故障;处理中图分类号:TK478 文献标识码:A 文章编号1振动现象2015年8月28日机组带负荷345 MW运行,下午16:00:16,#3轴承3x振动突然由63μm瞬间升到190μm,3y振动从58μm瞬间升到150μm,与此同时机组发出轴承振动高报警。
运行人员发现报警后,立即采取措施减机组负荷并查找振动高原因。
16:00:26,#12机3x轴承振动216μm,自动停机信号发出。
16:00:50,#12机3x振动达到231μm,超过跳机值229μm,引起机组跳闸。
#3轴承3x振动从突升到引起机组跳闸持续时间不到1min,#3振动增大前运行人员未对机组进行重要操作,机组负荷、蒸汽参数、调门开度和润滑油温度等运行参数均维持稳定。
#3轴承异常增大时,#4轴承振动变化趋势相同,增大幅值较#3轴承小。
电厂仪控人员对振动信号进行逐步排查,未发现异常,排除了信号问题引起跳闸的可能性。
可倾瓦轴承油膜涡动和振荡现象的诊断与处理

可倾瓦轴承油膜涡动和振荡现象的诊断与处理朱德勇【摘要】对1台1 000 MW汽轮机组在调试运行期间可倾瓦轴承上发生的非稳态振动进行分析,从振动特征上判明了可倾瓦轴承上出现的油膜涡动和振荡是振动增大的主要原因,通过增加顶轴油管长度和转弯半径等措施消除了振动.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2012(026)003【总页数】3页(P186-188)【关键词】汽轮机;可倾轴瓦;油膜涡动;油膜振荡【作者】朱德勇【作者单位】华能海门电厂,汕头515041【正文语种】中文【中图分类】TK268.1某电厂1号机组汽轮机为N1000-25.0/600/600型,为超超临界、一次中间再热、单轴、高中压分缸、四缸四排汽、凝汽式汽轮机。
汽轮发电机组轴系由高压转子、中压转子、2根低压转子、发电机转子以及与此相联接的主油泵、励磁机等转子组成,轴系示意见图1。
图1 机组轴系示意图汽轮发电机组共有11个支撑轴承,其中汽轮机8个,发电机2个,励磁机1个。
汽轮机前4个轴承为6瓦块可倾瓦轴承,其余均为椭圆轴承。
1号~4号轴承为落地式,5号~8号轴承为座缸式,9号和10号轴承为端盖式。
1 故障现象机组于2009年6月2日启动冲转,定速在3 000r/min后进行试验。
6月4日凌晨由于锅炉原因停机,惰走至盘车转速但盘车无法投入,18min后盘车依然无法投入,然后决定再次冲转,至1 680r/min因3号轴承Y向振动过大而降速;投入盘车30min后再次冲转至3 000r/min,此时轴系振动处于优良范围内。
稍作维持后,1号~4号轴振开始缓慢增大,其中3号及4号轴振增速较快;稳速约24min后1号~4号轴振在不到8s的时间内迅速增长(见表1),同时伴有大幅值的半工频(25 Hz)振动分量。
3Y振动由25μm突升至101 μm、4Y振动由69μm突升至109μm,且振动呈现不稳定波动状态。
表1 振动突变前后幅值变化轴承号项目32 32 Y向突变前突变后1 2 3 4 5 6X向突变前突变后19 23 60 61 22 79 60 89 38 40 33 41 77 82 25 101 69 109 36 49 35 41为消除上述振动故障,进行了一些试验:(1)变润滑油进油温度试验,润滑油进油温度由40℃提升至42℃时,1号~4号轴振动迅速下降至振动突升前水平,但两三分钟后1号~4号振动又再次突升,不能稳定维持在低振幅水平。
油膜振荡故障的特点与实例及故障的排除

油膜涡动与振荡故障的诊断实例及故障的排除一台驱动空气压缩机的工业汽轮机,中分筒形轴瓦,工作转速:11200转/分,设计流量:60000 m3/h。
汽轮机出口侧的轴振动值由40μm增到100μm,当时的流量是:57000 m3/h。
使用数据采集器和预测维修软件,对该机的有关状态进行了监测与分析,即进行了小范围的变转速时的振动测试,和改变润滑油温度时的振动测试。
得到汽轮机出口侧的轴振动信号谱图如下:此时,60HZ的成份占通频总量的87%,而工作转速成份187.5HZ(11200转/分)分量仅占通频总量的31%。
幅值最高的成份是1/3倍频的分量,这一分量频率远远低于理论的1/2倍频的油膜涡动频率(93.75HZ) ,在监测过程中将转速降低300转,振动便明显减小,由120μm降到35μm,1/3倍频分量大幅度减小。
该转子的第一阶临界转速是(108HZ)6500 转/分,接近幅值最大频率的二倍,工作转速频率此时是幅值最大频率的三倍。
我分析了该机轴瓦的结构后,认为造成该机强烈振动的主要原因是轴承中的油膜涡动,轴瓦两侧开有四个宽近8毫米的泄油槽,泄油量过大是造成涡动频率很低的原因。
应该通过减小轴承的漏油量.增加油膜厚度.减小偏移量e 提高产生涡动的初始频率,使转子工作点向左脱离不稳定区。
避免涡动频率ωw与临界转速频率ωcr1和工作转速频率ω成整数倍关系,从而消除油膜涡动,使机组安全稳定运行。
对故障做出诊断后,立即将机组解体,以便处理轴瓦。
解体后发现振动最大的汽轮机出口侧下瓦因油膜振荡已经严重损坏,见下图:经将该瓦的四个油槽焊平,再次投入运行后,该测点振幅降到35μm,频谱图中的涡动频率分量基本消失,消除了强烈振动之后机组一直正常运行。
油膜涡动故障

油膜涡动故障一、振动现象某化工厂硝酸四合一装置因突然断电,导致机组发生事故停机,随后重启四合一机组,汽轮机、压缩机、尾气透平、齿轮箱振动均较停机前有所增大,尤其是轴流风机每次升速到6800rpm(对应汽轮机转速9400rpm)左右时就因振动过大而联锁停机。
二、问题描述1.轴流风机在转速6771 r/min以下时,四个测点振动都很小,分别为17um、19um、23um、24um,且运行稳定趋势平稳。
2.机组升速至6795 r/min时,四个测点轴振值在23s内分别增大到108um、119um、171um、150um而联锁停机,见图1、2。
3.机组联锁停机后低频振动虽然迅速减小,但并未立即消除,直到转速低于5208 r/min振动才恢复到涡动发散前的水平。
4.现场将机组找正进行了反复检查、反复调整,但效果没有明显改观。
三、原因分析1.从振动特征变化分析,轴流压缩机在6771 r/min之前,各测点振动都较小(17um、19um、23um、24um),脱开尾透单机试车到工作转速时振动也很小,说明转子动平衡无问题。
2.从振动波形频谱分析,轴流压缩机轴振动较小时虽主要以工频为主,但频率成分中一直存在微量的0.3-0.5倍频的小幅涡动。
振动发散瞬间增加的能量亦主要集中在0.4倍频,且远远超过转子自身的工频振动,见图3、4,比较符合油膜震荡特征。
3.从转子运行轨迹分析,轴流压缩机振动增大瞬间,进、排气轴心轨迹均呈现为典型的圆套圆状,可以明显看出转子失稳后在轴承中晃动的迹象,结合振动特征、振动变化、波形频谱等基本可以判断振动增大的原因为油膜涡动瞬间发散为油膜振荡所致。
4.从油膜涡动产生机理分析,轴承稳定性和轴承润滑环境是机组安全稳定运行的必要保证,如果轴承间隙增大、约束力减小、稳定性下降,当机组运行工况、润滑油参数、以及外界激振力发生微小变化时,油膜涡动很容易瞬间转变为油膜振荡。
四、处理方案及效果1.事故停机前正常,建议检查轴瓦。
离心压缩机油膜涡动分析与治理

离心压缩机油膜涡动分析与治理E1370-9/0.97离心空压机传动系统为增速机通过两对齿式联轴节连接电机及空压机实现增速传动。
支承轴承均为圆柱瓦,空压机转子额定转速8886r/min。
机组最近几年,油膜涡动故障几乎占到所有故障率的70%-80%,且难以治理,为此维修人员曾走过不少弯路。
1.故障现象油膜涡动是以滑动轴承为支承系统的转子常见的一种失稳现象,是离心压缩机的常见故障之一,转子涡动时,不仅绕其轴线旋转,而且轴线本身还在空间缓慢回转。
故障现象主要表现为压缩机转子失稳,整机振动增大,机组内部发出类似拖拉机的声音,并在机组一侧出现偏振,特征频率约等于转子的一阶临界转速48Hz。
振幅小的油膜涡动会引起零件疲劳、松动、瓦面龟裂,振幅大的油膜涡动会演变为油膜振荡,引起动静部件摩擦,转子热弯曲、瓦面碎裂等。
针对压缩机频繁出现的油膜涡动故障,曾先后分别采用提高油温、改圆柱瓦为错位瓦和椭圆瓦、减小下瓦轴向接触长度、提高转子动平衡精度、调整中冷部分管道应力等办法,虽有成功的记录,但仍无法根除油膜涡动现象。
2.原因分析(1)故障起因压缩机经过10年左右的运行,中分面密封法兰不同程度地产生变形,为治理由此产生的泄漏,在中分面上涂了一层密封胶,彻底根治了泄漏,但却造成上机壳整体抬高约300μm,造成机组气封间隙上大下小。
(2)故障产生的力学分析E1370-9/0.97压缩机转子级间密封均为迷宫密封,由于气流进入机体密封腔后,除了沿轴向流动,部分还以很大的圆陶速度绕转子转动,即形成“螺旋形”流动。
因密封腔间隙上大下小,在转动中形成高压区和低压区,在轴颈的偏位角方向产生一个与油膜反力同向的不稳定力F,如图1所示。
对于承载条件一定的滑动轴承,当转子以某一角速度旋转时,轴颈上的载荷尸及油膜力W的合力F′与油膜阻尼力F保持平衡,轴系运行稳定。
现今Ft 的产生破坏了这一平衡,促使转子失稳,引发油膜涡动故障。
Ft 的分力之一F1与载荷反向,相当于轴瓦载荷减小,相应的油膜反力减小,刚度降低,轴系稳定性变差。
1000MW机组高中压转子可倾瓦瓦温高原因分析及处理措施

1000MW机组高中压转子可倾瓦瓦温高原因分析及处理措施作者:张彬来源:《西部论丛》2019年第27期摘要:本文介绍了CCLN1000-25/600/600型汽輪机在运行期间高中压转子可倾瓦瓦温高原因分析及处理措施,通过学习与实践,进一步掌握了高中压转子可倾瓦的调整与进油量的调整,减少了#2、#3轴径、轴瓦磨损程度,降低了机组临停检修次数,提高了汽轮机的安全可靠性,为机组的稳发多供奠定了坚实的基础。
关键词:汽轮机;可倾瓦;低速碾瓦;低压缸变形一、概述某公司#1、#2两台机组汽轮机为哈尔滨发电机有限公司生产的CCLN1000-25/600/600型一次中间再热超超临界重型发电汽轮机。
汽轮机共11个支撑轴承,其中#1-#4轴承为可倾瓦结构,#5-#10轴承为椭圆型结构,#11号轴承为圆形轴承。
两台机分别于2010年10月和2010年12月相继投入运行。
二、现象描述两台机组自投运以来,汽轮机在多次启停低速时,#1-#4可倾瓦瓦温上升较快,最高时达到131℃,已达钨金承受的温度极限,造成汽轮机#2、#3轴颈磨损、轴瓦磨损,已严重威胁汽轮机组的安全稳定启停及正常运行。
经过多次机组等级检修及临停抢修,都无法彻底解决。
三、原因分析针对机组可倾瓦一直在汽轮机低速时发生低速碾瓦导致瓦温升高现象,特在停运期间对公司机组进行翻瓦检查,并组织专业技术人员对碾瓦原因进行分析:1、盘车时轴瓦与轴径近似干摩,埋下隐患每次启停机期间安排班组人员对各轴瓦回油观察窗进行查验,观测回油量是否正常,并把详细记录好每次观测的记录。
2、轴颈光洁度低,易磨损转子质量较重,瓦块钨金承受比压较大,造成钨金磨损,钨金内含有其它合金,硬化后对轴颈产生切割作用,微量磨损轴颈,造成恶性循环。
初步判断应为启机汽缸膨胀过程中#3轴瓦载荷较重,再加上#3轴颈光洁度不好,轴颈碾起轴瓦下瓦钨金。
在每次机组等级检修期间,在具备条件时,对各轴径磨损情况进行详细观测,对各轴径进行磨光处理,并记录结果。
某台汽轮发电机油膜涡动的诊断与处理

膜涡动故障。
3、振动原因分析与处理
停机检查发现#3、#4轴承正常,没有钨金磨损、损伤
等问题。针对#2机组低压转子突发性振动问题,主要调整工
作有:#3轴承、#4轴承标高分别上抬0.15mm和0.1mm。
4、效果
2013年2月12日13:53,机组冲转。16:00,机组定速
3000r/min。16:10,机组并网运行,轴系振动稳定。 2月13日10:11,机组有功负荷320MW,各轴振动均小 于48μm。 通过长期观察,机组没有再发生突发性低频振动现象, 振动状况优良。
承振动也有不同程度增;
(2) 汽轮机低压转子振动为快速增大,时间上小于1 min, 具有明显的“突发性”特征,振动回落时也小于1 min; (3) 振动主频率是18.8Hz的低频分量,振动突发前后基频 和基频相位变化不大;
2、振动测试 振动特点
(4) 突发性振动主要发生在高负荷时和高润滑油温度时, 说明对油温和负荷较为敏感;
(5) #3、#4轴承轴心轨迹为呈封闭的近似圆环的正向涡动
形态。 (6) 从轴承温度、油膜压力和停机降速过程各轴颈的下沉 量,均说明了#3、#4轴承载荷相对于其余轴承明显偏低。
3、振动原因分析与处理
机组振动主要表现在汽轮机低压转子两端测点,而相邻
的振动测点变化量较小,根据振动传递性规律,分析认为故
2、振动测试
低压转子3y振动随时间变化的趋势图
2、振动测试
低压转子3y轴振动的频谱图
2、振动测试
3y轴振动随时间变化的三维瀑布图
2、振动测试
#3轴承振动的轴心轨迹
2、振动测试 振动特点
(1) 机组振动主要表现在汽轮机低压振动上,两端的振动 是同步增大,而相邻的汽轮机高中压转子和发电机转子轴
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关键词 :振动 ;油膜涡动 ;可倾 瓦;故 障诊断
Anayssa e t e to i W hilf rTi i — d Be rngi 0 W i l i nd Tr a m n fO l r o l ng Pa a i n 10 0M t Un t
K e o ds vir to oi whil tli g pa f ul d a n i yw r : b ai n; l r; itn — d; a t i g oss
收稿 日期 :2 1— 92 0 00 . 1 作者简 介 :
刘石 ( 9 4 ,男 ,湖北 大 人 , 高级 工程 师 ,工 学博 士 ,从 事大 型旋转机 械 信号检 测 分析 、特征提 取 、故 障诊 断 ,以及 现 场动平衡 ,虚拟仪 器 17 ) 台
软件 的开发 (— i)isi dk .gc。 e l l h@g dy s. ma u c n
} 汽轮 机技 术 ,2 1 ,5 5 :3 — 6 : 0 0 2( ) 3 3 。
文章 编 号 :17 —6 92 1) 1 1 1O 6 40 2 (0 0 S — 6 一1 0
中图 分 类 号 :T 3 . H133
文献 标 志 码 :A
百 万机 组可 倾 瓦 油膜 涡 动 故 障分 析 和 处理 六
刘石 ,陈君 国 2 ,王 飞 ,冯永新 ,顾红柏 ,韩景复 ,高庆水
te eu t no aigslai met a ai ds blyde omo nig h cigol ieie . 4b ai i oe h d c o f er f ln n p cya a it u u t e akn ippl sn 3 er gi d g sd r i b n e- g c t n t i t nt j n i No , n s a n a e i ao d c gol hr T ru hteajs n rh l ainadh a saeo . er gadte dfig sh nr sni u i iw i. ho g dut t o ee vt n edpc f t ma e n n 1 h me f t e o No 4b ai n nmo i n n h y te ao t fakn ippl ete iw i uts l ntd h y u jc ig liei , l hrf lie mia . l o o n h o la i e
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Ab t a t Du i g t ec mm is n n r c s f 0 0 MW o si l a s p r rt a r i e g n r t ru i o l i c u swi s r c : rn o h s i i g p o e so 1 0 o a d me t u t — u e c i c l u b n — e e ao n t i whr o c r t c r i t , l h asr n w— e u n y v b a i n i ., lig p d b a i g Ba e n te a a y i o s l t n d t n i r t nc a a trs c , t g l f q e c ir t No 3 4 t t — a e rn . s do n l ss fi t l i a aa d v b a i h r ce it s o o r o n i n h n a ao 研 究 院 , 广 州 5 0 8 ; 1 10 0
2 .华 能 海 门电 厂 ,广 东 潮 阳 5 5 0 1 10)
摘要 :某国产百万汽轮发 电机 组在调试启动 中发生强烈的低频 油膜 涡动故障 ,油膜 涡动发生在 中压 3 4号 可倾 瓦轴承。 、 通过对振 动特征和安装数据的分析 , 断机组增加顶轴油管等因素导致轴承 自位能力和稳 定性 降低是 引起油膜涡动的主 判
21 00年 第 4卷 增 刊 1
2 0, Vo . 01 1 4, Sup e e t1 plm n
南 方 电 网 技 术
技术论坛三等奖论文
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