汽轮机非稳定性振动诊断与分析
汽轮机异常振动分析及处理

汽轮机异常振动分析及处理一、汽轮机设备概述国华宝电汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机,型号为NZK600-24.2/566/566。
具有较高的效率和变负荷适应性,采用数字式电液调节(DEH)系统,可以采用定压和定—滑—定任何一种运行方式。
定—滑—定运行时,滑压运行范围40~90%BMCR。
本机设有7段非调整式抽汽向三台高压加热器、除氧器、三台低压加热器组成的回热系统及辅助蒸汽系统供汽。
高中压转子、低压转子为无中心孔合金钢整锻转子,高中压转子和低压转子之间装有刚性法兰联轴器,低压转子和发电机转子通过联轴器刚性联接。
整个轴系轴向位置是靠高压转子前端的推力盘来定位的,由此构成了机组动静之间的相对死点。
整个轴系由 7个支持轴承支撑,高中压缸、低压缸和碳刷共五个支持轴承为四瓦块可倾瓦,发电机两个轴承为可倾瓦端盖式轴承,推力轴承安装在前轴承箱内。
推力轴承采用LEG轴承,工作瓦块和定位瓦块各八块。
盘车装置安装在发电机与低压缸之间,为链条、蜗轮蜗杆、齿轮复合减速摆动啮合低速盘车装置,盘车转速为2.38r/min。
运行中为提高机组真空严密性,将机组轴封密封蒸汽压力由设计28kp提高至40kp—60kp(以轴封漏汽量而定)。
虽然提高了运行经济性但也增大了轴封漏汽量,可能会使润滑油带水并影响到机组胀差和振动,现为试验中,无法得出准确结论。
#1机组大修后启机发生过因转子质量不平衡引起多瓦振动,经调整平衡块后得以改善。
正常停机时出现过因胀差控制不当造成多瓦振动,也可能和滑销系统卡涩有一定关系。
#2机组正常运行中(无负荷变化)偶尔会出现单各瓦振动上升现象,不做运行调整,振动达到高点之后迅速回落,一段时间后又会恢复正常,至今未查明原因。
机组采用顺序阀运行时,在高低负荷变换时会发生#1瓦振动短时增大现象,暂定为高压调阀开关时汽流激振引起的振动。
机组异常振动是经常发生又十分复杂的故障,要迅速做出判断处理,才能将危害降到最低。
汽轮机异常振动的分析与排除

汽轮机异常振动的分析与排除摘要:汽轮机作为发电系统的重要组成部分,其故障率的增大或减少对于整个的系统都有着极其重要的影响。
汽轮机异常振动是常见故障中比较难确定的一种,汽轮机的异常振动是机组安全稳定运行的重要隐患之一,如不能及时采取有效措施排除故障,必将造成设备损坏等故障。
本文就汽轮机异常振动的分析与排除进行了简要的阐述。
关键词:汽轮机;异常振动;故障排除前言:汽轮机在高速运行的过程中,总是不可避免的存在着不同程度和方向的振动,但只要振动情况在合理范围内,是不会影响机组运行和损坏机组的。
当然,在运行过程中振动值越小越好。
这里所说的振动,是指超过允许标准的振动,也就是异常振动。
所以通过汽轮机振动的情况可以直接反映出汽轮机运行状况的好坏,同时根据汽轮机振动情况也可以对机组的设计及检验进行综合反映。
1 汽轮机异常振动的危害汽轮机的异常振动会导致各部套之间的连接部件松动、螺栓断裂以及机座松动。
振动导致的部件磨损严重影响机组使用寿命并带来安全隐患,并且任何一种异常振动都存在设备损坏的风险。
比如轴系质量失去平衡、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动,以及电磁力不平衡等等都会引起表面振动增大,甚至强烈振动,异常振动通常伴有强烈噪音。
由于异常振动严重威胁汽轮机的安全运行。
因此,汽轮机在运行过程中,一旦发现异常振动,需及时查找原因并尽快消除,从而保证机组长期安全稳定的运行。
2 汽轮机组振动的分类目前机组轴系的弯曲振动发生的较为频繁,主要以强迫振动和自激振动为主。
通常情况下强迫振动是汽轮机运行时不可避免的振动,因为当机械旋转时外力作用下出现振动是正常的,所以通常情况下不属于异常振动,但当外力作用力较大时,特别是外力与旋转中的机械某一频率相当时,则振动会超出规定的标准限值,发生异常振动。
而在汽轮机正常运行时,通常情况下是不会发生自激振动的,这种振动的发生与实际的外力作用是无关的,通常情况下以轴瓦自激振动、蒸汽激振和摩擦涡动为主,所以其属于异常振动,一旦自激振动发生,则需要及时进行处理,采取有效的措施将其控制和消除,以免导致故障扩大,带来较大的损失。
汽轮机振动异常原因分析及解决方法

汽轮机振动异常原因分析及解决方法摘要:汽轮机是整个电厂常规岛的心脏设备,若汽轮机振动异常不能正常工作,将给电厂造成巨大的损失。
本文从理论上对常见的汽轮机振动异常原因进行分析,并提出相应的解决方法。
关键词:汽轮机、振动、分析、解决方法前言汽轮机的振动大小,是评价汽轮机组运行可靠性的重要指标。
对于高速转动的汽轮机来说,微小的振动是不可避免的,振动幅度不超过规定的标准属于正常振动。
对汽轮机的运转没有影响,但是当振动超过规定限值时,对整个汽轮机组的运行是有害的,表明机组内部存在缺陷。
本文所分析的就是这种振动过大的异常振动产生的原因和减小振动的方法。
一、汽轮机振动过大的危害汽轮机组振动过大,会使机组内部部件的连接松动,基础台板和基础之间的刚性连接削弱,或使机组的动静部分发生摩擦,造成转子变形、弯曲、断裂,甚至是叶片损坏。
当机头发生振动时,可能直接导致危机保安器动作,造成停机事故。
当汽轮机动静叶片由于过大的振动而发生相对偏移时,会造成高低压端部轴封发生不正常磨损。
低压缸端轴封的磨损破坏轴封的密封作用,使空气被吸入负压状态下的低压缸,破坏凝汽器的真空,直接影响汽轮机组的经济运行。
高压缸端轴封的破坏会使高压缸的蒸汽大量向外泄露,降低高压缸做功能力,甚至会引起转子发生局部热弯曲。
泄露的高压蒸汽如果进入轴封系统的油档中,使润滑油内混入水分,造成油膜失稳,也可能产生油膜振荡,造成轴瓦乌金熔化。
当过大的振动造成轴弯曲时,可能使发电机滑环和电刷的磨损加剧、静子槽楔松动、绝缘被破坏,造成发电机或励磁机事故。
当过大的振动造成某些紧固螺丝松脱、断裂时,甚至会造成整个汽轮机组的报废。
所以,消除异常振动,是确保安全生产的重要环节。
二、汽轮机异常振动的原因分析与解决方法汽轮机组负担着将热能转化为电能的任务,由于其长时间运行、关键部位长期磨损等特点,各种故障时常发生,其中,振动异常是汽轮机组常见故障中最频繁的一种,严重影响了电厂的正常发电。
汽轮机振动故障的原因分析与处理

汽轮机振动故障的原因分析与处理汽轮机是一种广泛应用于发电厂和化工厂的主要设备之一。
它的运行稳定性对整个生产系统的正常运行起着至关重要的作用。
随着汽轮机使用时间的增长,振动故障问题也逐渐凸显出来,给设备的安全运行和设备寿命带来了极大的威胁。
对汽轮机振动故障的原因进行分析,并制定有效的处理方案,对确保汽轮机的安全运行和设备寿命具有非常重要的意义。
1. 设计问题汽轮机在设计阶段如果存在问题,比如叶片的设计不合理、转子的几何先天设计问题等,都有可能导致汽轮机的振动问题。
叶片的设计不合理会导致叶片受到力的不均匀,从而引起叶片的振动。
而转子的几何先天设计问题可能会导致转子在高速旋转时的不平衡,从而引起振动故障。
2. 制造质量问题汽轮机的制造质量问题也是导致振动故障的一个重要原因。
如果汽轮机的零部件加工精度不够高或者装配不到位,都有可能导致汽轮机在运行时出现振动故障。
如果汽轮机的动平衡质量不合格,也会直接影响到汽轮机的振动情况。
3. 转子不平衡转子的不平衡是导致汽轮机振动故障的主要原因之一。
转子在高速旋转时,由于各种原因造成的不平衡将会引起汽轮机振动问题。
转子的不平衡可以由于装配不到位、零部件制造不到位等多种原因造成。
4. 叶栅间隙问题汽轮机的叶栅间隙问题也是导致振动故障的一个重要原因。
如果叶栅间隙设计不合理或者在运行中出现叶栅间隙过大或者过小的情况,都有可能导致汽轮机振动故障。
5. 润滑问题汽轮机在运行过程中,如果润滑油的供给不足或者润滑油质量差,都有可能导致汽轮机的振动故障。
润滑问题会直接影响到汽轮机各个部件的摩擦情况,引起摩擦不均匀,从而引起振动。
6. 过热问题汽轮机在运行中如果出现过热问题,也可能导致汽轮机的振动故障。
过热会使汽轮机各部件的物理性能发生变化,从而引起汽轮机振动故障。
二、对汽轮机振动故障的处理对策1. 设计改进针对汽轮机在设计阶段可能存在的问题,可以通过进行设计改进,改善汽轮机的叶片设计、转子设计等,以减少振动故障的发生。
汽轮机振动故障诊断与分析资料解读

汽轮机振动故障诊断与分析一、振动基础知识构成一个确定性振动有三个基本要素:即振幅 A ,频率f (ω)和相位φ,即使在非确定性振动中,有时也包含有确定性振动。
简谐振动:单自由度系统的自由振动,能用正弦函数或余弦函数表示的振动 。
0=+kx x m02=+x x nωm k n =ω)cos()(φω-=t A t xn旋转轴的振动:假设转子中部有一不平衡重量Q ,所处半径为r ,可以将Q 、r 看作分布在一段2h 长度上的分布载荷。
如果用转轴的偏心距U (s )来表示这种不平衡,则:⎪⎩⎪⎨⎧=O hmg Qr s U 2.)( h S S h S +≤≤-11式中:m 为转轴单位长度的质量,S 表示沿轴方向的位置,将Q 、r 引起的偏心U (s )按振型进行展开,则可得:123123()sinsin sin sinn k ss sU s A A A LL Ln s A Lππππ∞==+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=∑式中:A1、A2、A3……An 为各阶振型系数,可以用求取傅里叶系数的方法求得:S 在其他各点h Ln Sin S L n hn mg Qr h S L n h S L n hn mg Qr hs hs s L n n L hL mg Qr sds L n h mg Qr L A h S h S πππππππππ11111n sin 24)](cos )([cos 22cos 22sin 2211=--+-=-+-==⎰+-我们经常用到的一个振动测量参数Vrms为速度有效值,Vrms≈0.707v也称速度均方根,因为它最反映振动的强烈程度,所以又称振动烈度。
Vrms≈0.707v。
ωt+φ-----为相位。
相位(phase)是对于一个波,特定的时刻在它循环中的位置,相位描述信号波形变化的度量,通常以度(角度)作为单位,也称作相角。
当信号波形以周期的方式变化,波形循环一周即为360°实际工作中我们测量的相位是一个以键相脉冲为参考点的一个角度,目前大多仪器是如此定义的:振动高点相对与键相脉冲的角度差。
汽轮机振动异常分析刘震

汽轮机振动异常分析刘震发布时间:2021-08-16T01:33:41.702Z 来源:《基层建设》2021年第16期作者:刘震[导读] 为保证城市经济实力的快速发展和居民生活水平的提高,以及城市居民用电的稳定大庆石化公司热电厂摘要:为保证城市经济实力的快速发展和居民生活水平的提高,以及城市居民用电的稳定,加强汽轮机的日常维护和定期维护,而保障城市正常供电已成为城市火电厂相关部门的重要任务。
针对汽轮机异常振动的原因,分析了汽轮机故障的原因,并采取了相应的措施加以消除,使汽轮机更好地为居民服务。
关键词:汽轮机;振动;原因分析对于旋转机械设备,在运行过程中不可避免地会产生轻微的振动。
当振幅不超过规定(删除)的标准范围时,不影响设备的正常运行。
振动是指汽轮机在旋转过程中的振动幅度会在原水平上增加到一定程度。
如果增加到相应的振幅,即超过标准振幅时称为异常振动。
无论何种异常振动,都会对汽轮机设备造成一定的损坏。
如汽轮机轴质量的偏差会引起重量的不平衡,如叶片脱落、轴变形、叶片摩擦损坏、汽轮机膨胀、轴磨损、电磁力不稳定等,从而影响汽轮机。
汽轮机的强烈振动会使机器其他部件的零件松动甚至失效,加速轴的摩擦,加重设备的损坏。
异常振动是汽轮机运行过程中的一个隐患。
因此,必须采取有针对性的措施,及时解决问题,确保汽轮机安全稳定运行。
一、设计制造对汽轮机振动的影响涡轮发动机的转子是一种高速旋转的机械设备,这就需要发动机的转子。
如果转子的质心与旋转中心不重合,由于重心不稳定,转子就会不平衡,从而产生一定的离心力。
这种离心力会在转轴上产生振动力,使汽轮机振动。
如果离心力较大,汽轮机的振动幅度会随之增大,增大到一定程度就会超过标准振动值,引起异常振动,损坏汽轮机设备。
因此,在开发过程中,涡轮发动机的每一片叶片都将进行严格的质量和重心检测。
整机组装后,检查转子转速和转动稳定性,确保转子质量控制在标准范围内。
在工厂汽轮机制造过程中,机械制造精度和装配工艺质量不高是造成转子质量不平衡的主要原因。
汽轮机常见振动故障和诊断方法探析
汽轮机常见振动故障和诊断方法探析故障诊断是汽轮机维护管理工作的重要内容之一,在生产实际当中,汽轮机是关键设备,但由于系统复杂,而且运行的环境特殊,因此汽轮机的故障效率非常高,并产生一定的危害性。
汽轮机的振动故障就是其中一种常见故障模式之一,本文将以汽轮机常见振动故障为研究主线,在分析故障问题的基础上,对如何采取诊断的方法,展开深入探讨。
标签:汽轮机;振动故障;诊断1 汽轮机常见振动故障问题分析汽轮机常见振动故障问题有4种类型,分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。
这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响,而且潜在某些危险性的因素,具体故障问题如下:(1)滑销系统不畅导致振动。
某厂使用了容量25MW的高参数调整抽气背式汽轮机,在使用的时候,存在轴承振动偏高的问题,而且调节系统和盘车运行不稳定,后来更换了转子,启动后虽然振动情况稍缓,但过一段时间后振动故障又突然出现,现场维修人员发现是因为滑销系统不畅而导致振动故障。
(2)汽轮机叶片脱落。
汽轮机的末级叶片、次末级叶片脱落事故较为常见,其产生的迹象是汽轮机运行时振动骤然增大,机组基础振动异常,现场打闸停机,但由于汽轮机叶片脱落现场距离控制室距离较远,因此仅有振动探头显示振动增大。
(3)汽轮机前箱振动。
某厂使用了型号为C50-90/13-1的汽轮发电机,原装为单缸冲动一级,后来调整为抽气凝气式机组,但在运行的过程中,发现前箱振动厉害,利用水平振动频谱进行分析,发现七倍频所占比例最大。
(4)轴向振动。
某汽轮机厂使用了50MW的汽轮发电机,瓦轴振动过大,利用现场平衡法,将配重块安装在联袂节处,将原来20mm/s的振动频率,减至14mm/s,但不能够彻底消除轴向振动。
2 汽轮机常见振动故障诊断方法鉴于上文提到的汽轮机几种常见振动故障问题,笔者结合现场的检修工作情况,对这几种振动故障问题进行诊断,并总结出以下几种方法:2.1 滑销系统不畅导致振动诊断现场拆开汽轮机,发现前轴承箱的支承和底部滑轮系统都存在异常现象,机组运行工程中,热量产生膨胀作用,引起前轴承水平扬度的变化,此时汽轮机的高速转动,所产生的非线性挠动力,会将油膜产生的交变应力传递到乌金,而且随着交变应力的增大,乌金表面会逐渐产生疲劳裂纹,并逐渐扩大贯通,使得前轴承箱缸体膨胀卡涩,最终引起转子变形,因此上文提到的更换转子,只能够暂时缓解这种振动故障现象。
汽轮机轴瓦振动及其处理
汽轮机轴瓦振动及其处理
汽轮机轴瓦振动是指在汽轮机运行过程中,轴瓦发生的不稳定性振动现象。
该现象会
对汽轮机的运行安全性和稳定性产生很大的影响,因此需要对其进行处理。
汽轮机轴瓦振动的主要原因有以下几点:一是轴瓦负荷过大,超过了它所能承受的极限;二是轴瓦本身存在缺陷或损坏,导致其振动不稳定;三是轴瓦与轴颈之间的间隙过大,使得轴瓦在高速旋转时产生振动;四是轴瓦表面不平整或存在异物,导致其振动不稳定。
针对轴瓦振动问题,可以采取以下处理措施:一是对轴瓦进行检修,修复或更换存在
问题的轴瓦,确保其表面光滑平整,无损伤和异物;二是调整轴瓦与轴颈之间的间隙,使
其处于合适的范围内,避免产生振动;三是加强轴瓦的冷却和润滑工作,提高其耐磨性和
稳定性;四是增加轴瓦的支撑和固定措施,减少其振动。
还可以通过安装振动检测仪器,对轴瓦的振动情况进行实时监测和预警,及时制定相
应的处理措施。
对于长期存在的严重的轴瓦振动问题,还可以考虑对汽轮机进行全面的改
造和升级,提高其整体运行性能和稳定性。
对于汽轮机轴瓦振动问题,应及时识别和处理,确保汽轮机的运行安全和稳定性。
通
过合理的检修、调整和改进措施,可以有效减少轴瓦振动带来的不利影响,提高汽轮机的
运行效率和寿命。
汽轮机振动分析与故障诊断
汽轮机振动分析与故障诊断摘要:汽轮发电机组是电力系统中的一个重要组成部分,它的结构和工作环境比较复杂,所以它的安全性要求比较高。
长期以来,汽轮机的故障率高,严重地影响了机组的正常运转。
随着科学技术的不断发展,智能化的计算机系统的广泛运用,为汽轮发电机组的振动故障自动分析提供了技术支撑。
关键词:汽轮机;发电机组;振动故障;故障检测1.汽轮机振动故障检测与诊断分析的目的目前,由于社会用电量的稳定需要和电力市场改革后对于机组稳定性要求更高,发电企业因设备故障导致的机组非计划停运而带来的经济损失是巨大的。
所以,他们必须制定一套能够保证设备正常运转的快速诊断程序。
相对于其他故障,运用先进的技术方法可以快速地对汽轮机的振动故障进行快速的判断和定位,为管理者和使用者提供了方便。
因此,在维护技术不断发展的今天,加速对汽轮机振动进行快速诊断和分析是非常必要的。
在机组运行中,最常见的故障就是汽轮机组的异常振动。
由于大机的叶片、叶轮等转动构件的受力超出了容许的设计范围,从而引起机组的损伤。
所以,设备的振动水平应控制在一定的容许值之内。
2.振动故障检测原理与分析技术的步骤2.1振动信号采集针对汽轮机故障,首先要在机组正常工作时,对其进行振动信号的检测。
振动信号是660 MW汽轮发电机组振动故障的主要载体,也是故障诊断的主要手段。
通过对振动信号的采集,可以从历史信息库中依据设备的工作特性,对故障发生的部位及原因进行客观、真实的分析。
2.2信息处理660 MW汽轮发电机组是一种大功率的机械设备,其工作时难免会产生大量的噪声,从而影响到检测系统对其检测结果的准确性。
为此,要对系统采集的噪声信号进行科学地降噪,排除异常的干扰,提取有效的信号进行分析。
2.3故障分析与诊断这是对机组振动故障进行分析的关键步骤,在此阶段,要对所搜集到的资料进行归纳、整理,并利用特征值判断出该装置的工作状态是否在合理的范围之内。
如果有什么不正常的地方,我们就得对资料库做进一步的分析。
汽轮机振动分析与故障诊断
汽轮机振动分析与故障诊断摘要:汽轮机是一种非常重要的发电动力机组设备,由于机组本身的复杂程度较高,一旦出现了机械故障,将会造成很大的影响。
本文对汽轮机振动故障进行了全面的研究与分析,为延长机组的使用寿命、推动电力公司的发展提供了一套完整的诊断技术。
关键词:汽轮机;振动分析;故障诊断1.汽轮机振动故障检测与诊断分析的重要性汽轮机是一种重要的生产设备。
因此,它的工作效率与维修水平将直接影响到生产单位的运营与生产效率。
目前,在国内,汽轮机发电依然是主要的发电形式。
所以,火力发电厂的主要维修工作就是保证汽轮发电机组的安全、提高其工作效率和逐步改进。
同时,要不断地交流和总结自己的故障维修经验,加强对机组的故障分析的素质和技术的培训,为机组的故障检修打下坚实的基础,使机组的运行更加稳定、可靠,从而使中国电厂的生产效率得到进一步的提升。
2.造成汽轮机振动的原因分析汽轮机振动是由多种因素引起的,其根源难以查明。
另外,由于多种因素造成的汽轮机振动,其振动分量很大,因此必须对其进行繁杂的分析与检测。
以下是引起汽轮振动的几个主要因素。
2.1中心偏差这主要是由于发电机转子轴中心线与汽轮机转轴之间的联系不够紧密,从而使各个轴的受力状况存在差异,从而引起整个汽轮机组的振动。
2.2转轴平衡较差汽轮机的主要振动是由于轴的平衡性较差而产生的。
轴的不均衡可以分为动、静两种。
若在检修后或验收之前没有对其进行静态平衡校正,则机组在使用时会产生离心力失衡,从而使轴承产生相应的干涉力,从而引起机组的振动。
动力不均衡主要有稳态和瞬态两种。
其中,瞬态不均衡主要是由机组在运转时的不均匀温度引起的短暂变形、轴高速运转引起的松散、轴的某些部件性能和刚性不足所引起的弹性变形。
2.3轴承油膜振荡或不稳定在机轴运行时,轴颈保持在一个稳定的位置,通过适当的楔形油膜厚度来保持轴承套和轴颈之间的稳态。
若转子由于许多原因(如轴的中心偏移)而不稳定,那么轴与轴颈之间的油膜厚度就会变化,从而引起油楔之间的油压变化,从而对轴的整体质量和总的压力产生影响,从而导致轴的位置发生变化。
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摘要本文针对某发电有限责任公司2号汽轮发电机组长期出现非稳定性振动现象,根据振动测试、揭缸检查、运行调整所得到的经验与结果,应用振动机理研究中得来的启示,基于综合分析对该机组振动原因进行性质定位,并对下一步工作提出较为稳妥的意见。
关键词:非稳定性综合分析诊断意见1目录摘要 (1)第1章绪论 (3)1.1 设备简介 (3)1.2事件过程简述 (3)第2章振动特征 (5)第3章引起振动原因分析 (8)3.1 排除汽流激振 (8)3.2 排除转子热变形等 (10)3.3对历史数据的分析 (11)3.4 关于汽缸位移问题的分析 (14)第4章对振动性质的诊断及处理意见 (19)4.1 振动性质诊断的结论 (19)4.2 处理意见 (20)结论 (21)致谢 (23)参考文献 (24)2第一章绪论1.1 设备简介某发电有限责任公司2号汽轮发电机组(简称#2机),为东汽制造的200MW三缸两排汽采暖、凝汽两用式机组;该机组轴系较长,由高压转子、中压转子、低压转子、发电机转子和励磁机转子组成,各转子之间为刚性靠背轮联接,共有12个支持轴承及1个推力轴承。
2002年5月整套启动、调试,6月移交生产;自调试起,#2机一直频繁出现机组轴系偏心大、振动大问题,且不稳定。
1.2 事件过程简述2002年10月机组开始第一次小修,用时21天,揭高压缸,重找各对轮中心,问题没能解决。
2003年4月进行第二次扩大性小修,用时32天,揭高、中压缸,调整通流间隙和对轮中心;高压内、外缸夹层温差大得到解决,振动缺陷仍然存在。
20033年7月为解决轴系振动问题将机组转大修,用时42天,揭高、中、低压三缸进行检查调整,做转子动平衡试验,同时根据东汽意见调整轴瓦:减小了#1、#3瓦顶隙,#1瓦中心上抬10道,开机几天后缺陷再度重现。
2003年9月底,我公司改变调门进汽次序,由原1-2-3-4改为4-3-2-1(#3、#4调门在上方),维持几天后,机组振动大问题又呈不稳定性出现。
此后,在中电投东北分公司指导下实施《改变阀序抑制2号机间隙激振的方案》,对#2机高压调速汽门的重叠度进行了调整有所好转;10月份共发生18次,11月份仅发生5次,机组偏心、振动发生率得以控制。
但在12月份投入采暖抽气后,机组偏心越限、振动大的发生频率和振动幅度均再度加剧,直到2004年2月3日#2机轴振动出现历史最大值,持续运行近6分钟后,机组振动全面回落至今一直处于历史最好水平运行,并且经历了多次机组调峰及甩热负荷的考验。
4第2章振动特征2003年10月4日~6日,在机组不停机的情况下,对#2机振动进行了测试,其间多次测到振动增大的过程,发现#2机振动呈现如下特征:a.异常振动主要表现在#1、#2瓦轴振,它们分别可增大到160微米和240微米,#1瓦瓦振可达32微米,偏心测点振动最大大于450微米。
b.通频振幅增大的主要成分是1倍频分量,即工频,占通频振幅的85%以上;通频振幅增大时,测点1X、1Y、2Y的2倍频、3倍频振幅同时也有增加;大振幅时#1、#2瓦振动中所含的低频分量,如25HZ、28HZ的成分很小,在两瓦测点一倍频振幅增加的同时,没有发现这些低频分量有明显地变化。
表1:测试期间四次振动增加的通频振幅最高值(微米):5c.振幅增大的同时,#1、#2瓦轴振相位有明显增加,最大变化量到500;因测试没有安装键相传感器,只好利用3X和4X作为基准比较得到的相位变化结果如下:表2:两次振动增加时相位的变化(时间间隔30分钟)d.测振表明,各次振动增大的过程可以分为两个阶段,第一阶段,1X、2X振幅缓慢增加,1Y、2Y振幅以及各测点间隙电压基6本保持不变,持续约一小时左右后,进入第二阶段,偏心读数大于50微米,各测点振幅明显增大,同时,#2瓦、#1瓦轴颈向上偏南(右)移动,这时开始调整负荷,持续数近1小时,振幅达到最高值后,开始缓慢下降,振幅下降恢复需要的时间约2小时,大于增大的时间;e.振幅增加时,#2瓦轴颈相对轴承向上偏南移动约22~45微米,#1轴颈有类似的移动,移动量较小,偏心测点移动量最大;表3:两次振动增加时轴颈位置的变化量f.#1、#2瓦振动增大时,#3瓦振动增加量很小,#4、5瓦振幅、相位均基本不变。
7第3章引起振动原因分析3.1 排除汽流激振虽然在过去的处理过程中有单位将#2机的振动定性为汽流激振,但现已经确切排除汽流激振的可能。
汽流激振有两个主要特征:一是应该出现较大量值的低频分量;二是振动的增大受运行参数的影响明显,如负荷,且增大应该呈突发性;这两点#2机均不具备。
在测振中只测到了很低的27~28Hz的分量,有单位称在#2机上测到量值为工频振幅四分之一的28Hz分量,并以此判断为汽流激振。
低频振幅大到何种程度才能算做汽流激振?根据现场经验,至少应该接近或等于一倍振幅。
如果28Hz振幅为一倍频振幅的四分之一,这个比例过低。
试想,如果一倍频振幅为100微米,四分之一的一倍频振幅28Hz分量仅为25微米,两者之8和也就是125微米,这种振幅不足以视为振动异常。
汽流激振的低频振幅和工频振幅量值相当。
#2机改变调门顺序后一周内振动趋于稳定,对这种情况如何解释?汽轮机的进汽口一般分布为几个连续的圆周弧段,高压蒸汽通过不同弧段的进汽会对转子产生径向作用力,这个力可以改变转子相对于轴承和缸体的径向位置,因此可能产生的不利后果有三:第一,如果造成转子过大的位移,形成通流部分或汽封的径向偏心,当构成适当的间隙参数时,则会发生汽流激振;第二,如果造成转子过大的上移,轴颈在轴承中的偏心减小,轴瓦负载减轻,轴承稳定性降低,则会发生油膜失稳;第三,如果转子偏心过大,会造成通流部分径向间隙或轴端汽封间隙,甚至油档间隙消失,引发动静部件碰磨。
9上述三种情况中,前两者均属汽流影响造成的轴系失稳,后者实质是动静碰磨。
改变调门开启次序,可以改变转子工作状态的位置(见图2),动静间隙随之变化。
如果#2机发生碰磨的位置在上部,#3、#4调门全开自然可以压低高压转子上浮量,减轻或消除碰磨。
因此,改变调门次序振动短时间好转实质原因不是因为抑制了汽流激振,而是抑制了碰磨。
3.2 排除转子热变形等造成在高负荷工况下汽轮机转子以一倍频振幅为主缓慢增大通常还有两个原因:转子热变形和中心孔进油。
转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切10关系,大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段,此时转子温度逐渐升高,材质内应力释放引起转子热变形,一倍频振动增大,同时可能伴随相位变化。
#2机在正常带负荷运行中振动增大,整个转子和缸体的温度场已经均匀,如果存在内应力,应在这之前早已释放。
中心孔进油同样可以造成带负荷阶段转子发生热弯曲,进而出现一倍频振幅缓慢增加的现象。
一般情况,由于中心孔进油引发的振动在机组初始几次启机时振动不大,后期随着油逐渐进入孔内,振动问题突出。
其特征主要为随负荷增加振动增大,只有减负荷停机,调整其他运行参数均无效。
而#2机的情况与此有些类似,但又不完全相象。
关于#2机振动原因,还可以排除高中对轮紧力、标高、对中存在缺陷;同时,也排除转子原始质量不平衡过大为主要原因。
从机组调试阶段初始几次启机情况看,过临界的振动不大,况且在去年做了高速动平衡,原始质量不平衡状况良好。
3.3 对历史数据的分析11从历史数据反映,#2机自投运以来,振动状况一起不稳定,主要表现在#1、#2瓦,而且经常在1000rpm暖机时就呈现增大,如:∙2002年6月25日,1450rpm暖机#1振动增大,两次冲临界未过;∙2002年7月18日,升速过临界#1瓦振动80um,保护动作;∙2002年9月26日,汽机振动大跳机;∙2002年10月2日,1807rpm#1瓦振动100um;2002年10月第一次小修后:∙2002年11月3日,1000rpm暖机#2瓦轴振123um,上升到256um,降速暖机再升速,1000rpm#2瓦轴振53um;∙2003年1月15日,1773rpm跳机,#1瓦振100um,2X300um;∙2003年2月16日,带负荷#1、#2瓦轴振增大;2003年4月第二次小修后:12∙2003年5月10日,1000rpm暖机偏心增大,#4、#2瓦轴振增大;∙2003年7月6日,1710rpm#1瓦振动80um,跳机;∙2003年7月7日,#2瓦轴振340um;偏心轴振大事故跳机;2003年8月大修后振动仍然不稳定:∙2003年8月24日,开机过程1000rpm中速暖机后升到1420rpm,1X、1Y、2X、3X、4X振动增大,只好降速暖机二次冲临界。
上述记录表明:#1、#2瓦的轴振、瓦振不稳定,不只是在3000rpm 和带负荷过程,经常在1000rpm暖机或升速过临界时不稳定。
每次振动大停机,均可以发现#2瓦处大轴晃度过大,这表明大轴振动与大轴弯曲密切相关,振动增大是由于大轴弯曲造成的。
如果大轴振动和大轴弯曲发生在高参数带负荷过程,最经常的原因是转子存在热应力;像#2机这样,在低转速、低参数下大轴发生弯曲,一个主要可能原因就是碰磨。
13碰磨可以发生在任何转速和任何工况下,500rpm、1000rpm、临界转速、3000rpm或高负荷工况。
从#2机情况看,从新机调试起,汽轮机就存在动静碰磨,经过数次检修,情况有所好转,当前开机过程已经较顺利,振幅的增加量小于以往几次启动,但负荷高时仍然不时发生碰磨。
3.4 关于汽缸位移问题的分析测试中虽然测量到振动增大时#2、#1轴颈有抬高现象,但需要注意,这种抬高是轴颈相对于轴承或轴承座,而不是相对于高压缸缸体。
通流间隙取决于转子相对于缸体的位置,严格地说,是相对于高缸内缸的位置。
如果高缸整体定位松动或高内缸定位松动,在运行过程中发生位移,均可能引起间隙性的动静碰磨。
#2机的检修记录还反映出每次检修揭开高缸均发现隔板汽封南侧间隙小。
这是一个值得注意的现象,南侧间隙小,意味着南14侧可能碰磨,这与测试中大轴振动时#1、#2轴颈向上偏南位移是一致的。
如前分析,测试表明各次振动增大的过程可以分为两个阶段,第一阶段振幅缓慢增加但各测点间隙电压基本保持不变,持续约一小时进入第二阶段,各测点振幅明显增大,同时#2瓦、#1瓦轴颈向上方偏南(右)移动。
这说明振动增大在前,轴颈上抬在后。
大轴振动发生前,有一段很长的初期形成阶段,振动缓慢增加到一定程度,振幅开始明显增长,如果是碰磨,则在轴颈位移前一小时已经开始发生。
先位移后碰磨的推理似乎是不妥的。
这样,寻找为何轴颈位移原因的重要性就降为次要的,需要首先分析应该是轴颈发生位移之前振动增大的原因。
3.5 摩擦振动的故障特征和机理3.5.1 摩擦振动的特征a.由于转子热弯曲将产生新的不平衡力,因此振动信号的主频仍为工频,但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响,可能15会出现少量分频、倍频和高频分量,有时波形存在“削顶”现象。