轴流压缩机油膜振荡故障的分析与处理

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汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议汽轮发电机机组是电力工业中常用的发电设备之一。

在运行过程中,由于各种原因,可能会出现油膜振荡现象。

油膜振荡是指在发电机机组的主轴承上存在高频振动,在没有办法最终解决问题之前,用以稳定轴承与轴之间的油膜。

本文将对油膜振荡的综合诊断与处理提出相关建议。

1. 油膜振荡的综合诊断1.1 振动信号的采集与分析对发电机机组的振动信号进行采集,可以使用加速度传感器或振动传感器。

采集到的振动信号可以通过频域分析、时域分析和轨迹分析等方式进行分析,了解振动的频率、振幅和振动模态等信息,进一步判断是否存在油膜振荡现象。

1.2 润滑油分析通过对润滑油的取样与分析,检测其中存在的金属颗粒、水分和气体等,判断润滑油中的污染程度。

油膜振荡可能与润滑油的污染程度相关,因此通过润滑油分析可以初步判断是否存在油膜振荡问题。

1.3 轴承与轴的检查对发电机机组的主轴承和转子轴进行检查,观察是否存在磨损、裂纹等现象。

同时检查轴承支座的状况,确保其安装固定良好,并检查轴承间隙是否合适。

1.4 机械结构与零部件的检查对发电机机组的机械结构和零部件进行检查,包括转子、密封件、键槽等。

确保机械结构和零部件的完好性,防止振动信号传导到轴承处,引起油膜振荡。

2. 油膜振荡的处理建议2.1 清洗润滑油系统定期清洗润滑油系统,确保润滑油的质量。

清洗时使用适当的清洗剂,将污染物和金属颗粒等清除,降低润滑油的污染程度,减少油膜振荡的概率。

2.2 替换润滑油定期更换润滑油,防止润滑油在使用过程中积累过多的污染物。

合理选择合适的润滑油,以减少油膜振荡的风险。

2.3 修复或更换磨损严重的零部件对于存在磨损、裂纹等严重问题的零部件,应及时进行修复或更换,避免其对机组运行造成不利影响,减少油膜振荡的概率。

2.4 加装振动阻尼器在主轴承上加装振动阻尼器,以调节轴的振动,减少油膜振荡的发生。

振动阻尼器可以通过调整阻尼力大小来降低轴的振动幅度,从而改善油膜振荡现象。

轴流泵振动故障分析及排除

轴流泵振动故障分析及排除

轴流泵振动故障分析及排除轴流泵凭借着流量大、扬程低等优势,被广泛用于农田排灌、水利工程等领域。

轴流泵在实际运行中也容易出现故障,产生较大噪声和振动故障就是其中。

本文结合泵站轴流泵运行实例,对轴流泵运行振动较大,噪声刺耳的故障问题展开分析,在掌握原因后提出了相应的故障排除措施,取得了较好的效果。

标签:泵站;轴流泵;故障分析;排除随着水利建设事业的发展,轴流泵作为一种高比转速、流量大、扬程低的水泵,在泵站建设中得到了广泛应用。

目前在实际应用中,有些泵站运行管理人员还是不能正确地使用轴流泵,没有按照轴流泵技术操作规程来使用,使得轴流泵发生各种故障问题,如:运行不稳定,运行振动较大,噪声刺耳等问题,这些问题影响了轴流泵的使用效果和使用寿命。

针对上述故障问题,泵站运行管理人员有必要进行相应的故障分析,找出故障原因,进而排除故障,以提高轴流泵的运行效率。

1、故障发生实例某潜水轴流泵现场同时开动,运行稳定后,1号水泵电流稍微偏大,(1号水泵电流为83A,2号水泵电流为70A,3号水泵电流为71A),而且运行振动较大,噪声刺耳,泵站管理人员的工作环境很差。

而2#、3#水泵运行平稳,无不良反应。

2、故障分析在泵站现场,由建设管理单位牵头,设计院和制造厂家以及泵站管理所共同参加,就该泵站运行出现的问题进行会审。

1)从水泵的进水条件开始分析。

根据文献,进水条件不好,进水不畅,引起进水产生漩涡,此种涡附着在吸水池底部或侧壁,一端到达吸入管内,虽没有空气吸入,但在水中涡的中心部分会发生汽蚀。

由于泵内吸入空气和发生汽蚀,可能造成泵性能下降,流量不足或原动机超负荷,另外,会产生噪声和振动,引起运行不稳定。

由于该泵较小,进水采用开敞式进水流道。

观察现场进水条件宽敞,流态平稳,未产生涡状。

2)检查水泵是否过载。

比如由于水泵叶轮缠绕,将水泵抬起,结果未发现有缠绕物,所以应排除堵塞引起的超载。

从现场抄录的电流表读数,该潜水轴流泵不存在超负荷运行的可能。

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议
随着能源需求的不断增长,油膜振荡问题已经成为了汽轮发电机机组中不可避免的一
个难题。

油膜振荡问题一旦发生,可能会严重影响机组的运行稳定性和发电效率。

因此,
对油膜振荡问题的综合诊断和处理已经成为了一个必须要面对的问题。

首先,在进行油膜振荡问题的综合诊断时,需要充分认识到这个问题的严重性和复杂性。

油膜振荡的机理和原因可能十分复杂,需要对机组的各项指标和参数进行全面的检测
和分析,以确定油膜振荡的具体原因。

其次,在确定油膜振荡原因之后,需要采取相应的措施来解决这个问题。

首先,可以
通过更换合适的高温润滑油、调整油泵的工作状态、优化机组的运行参数等,来尝试解决
油膜振荡问题。

同时,还可以采用行业内先进的振动监测技术和智能预警系统,实时监测
机组运行状态,及时捕捉机组问题的端倪,从而防止油膜振荡问题的再次发生。

最后,对于正在遭受油膜振荡问题的机组,需要采取有效措施来保障机组的安全运行。

一方面,可以通过定期维护、检测和维修机组的各项指标和部件,来降低机组出现问题的
风险;另一方面,可以制定相应的预案,应对可能出现的问题,确保在问题出现时能够迅
速采取应对措施,并及时修复机组问题。

总的来说,针对油膜振荡问题,需要进行综合的诊断和处理,从机组设计、运行参数、工作状态以及监测技术等多方面加以考虑,并及时采取有效的措施,以确保机组的安全稳
定运行。

火电厂汽轮机轴承油膜振动的排查及解决措施

火电厂汽轮机轴承油膜振动的排查及解决措施

火电厂汽轮机轴承油膜振动的排查及解决措施发布时间:2023-02-28T03:44:05.455Z 来源:《中国电业与能源》2022年10月19期作者:郭文喜何正阳[导读] 火电厂汽轮机长期处于高温高压环境下,经常会发生各种问题。

在这些问题中,郭文喜何正阳中国能源建设集团云南火电建设有限公司,云南昆明650000摘要:火电厂汽轮机长期处于高温高压环境下,经常会发生各种问题。

在这些问题中,最普遍的就是汽轮机管内压力或入口温度过高、机油含量降低或掺有杂质、转子转速不均匀等因素引起的汽轮机振动问题。

要进行汽轮机组的维护工作,必须先了解机组常见的振动原因和特点,从而正确地进行故障的判断,并根据以往的维修工作经验,利用专门的技术进行维修和保养,确保汽轮机组在较高的工作状态下平稳地运行。

关键词:火电厂;汽轮机振动;故障排查建设火电厂能够更好地适应国家的供电需求,这样既能保障人民用电的安全,又能保障电网的稳定运转,从而促进城市的发展。

而汽轮发电机组的正常运转则能直接关系到整个火力发电厂的发展,因此,机组员工必须做好汽轮机组的检修工作【1】。

汽轮机在使用过程中,每一个零件都会产生很大的磨损,有些零件会发生一些不自然的变化,这些都会引起汽轮机的不正常运转,所以要想办法解决这些问题,就必须要预先排查出问题的原因。

一、汽轮机组的非正常振动排查方法?在汽轮机的使用中,由于工作条件的原因,长期处于高压、高温、高速等工况下,很容易发生问题,因此,有关技术部门要对机组进行定期的检查,并针对机组的工作情况,制订有效的维修方案,以免对电站的正常运营造成不利的后果。

在对机组进行维修时,一般采用两种不同的维修方式:一是采用接触式维修,二是采用非接触式维修。

在维修期间,通过有关的技术指标可以获得资料,通过监控设备可以实时地掌握机组的工作状况,监控设备具有自备的程序,能够实时地获得机组的工作情况。

采用接触法对汽轮机的振动进行探测,通过将汽轮机的动作转换成电子信号,再把电子信号转换成视觉探测技术。

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议

汽轮发电机机组油膜振荡综合诊断与处理建议汽轮发电机机组油膜振荡是指在润滑油膜的作用下,轴承产生的振动现象。

油膜振荡对机组的安全运行和设备的寿命造成了严重威胁,因此如何进行综合诊断和有效处理是非常重要的。

本文将对汽轮发电机机组油膜振荡的综合诊断与处理进行建议。

一、油膜振荡的诊断1. 振动检测振动检测是最直观的诊断手段,通过振动传感器对轴承振动情况进行监测。

正常情况下,振动应该是稳定的,若出现频繁的振动异常,则说明可能存在油膜振荡问题。

2. 油膜监测油膜监测是通过监测轴承的润滑油膜情况来判断是否存在振荡问题。

当润滑油膜不稳定时,往往会引起振动异常。

3. 温度检测由于油膜振荡会导致摩擦增加,从而使轴承温升,因此可以通过监测轴承温度来初步判断是否存在振荡问题。

4. 润滑油分析通过对润滑油的化学成分和污染物进行分析,可以了解润滑油是否存在异常情况,从而判断是否存在振荡问题。

二、油膜振荡的处理建议1. 调整轴承间隙轴承间隙对油膜的稳定起着至关重要的作用,因此可以通过调整轴承间隙来减轻油膜振荡的情况。

2. 改进润滑系统改进润滑系统可以采用更高性能的润滑油、改进润滑油供给系统等方式,从根本上解决油膜振荡的问题。

3. 增加油膜稳定性可以通过增加油膜的黏性或者加强润滑油的供给,来增加油膜的稳定性,减轻振荡的出现。

4. 检修轴承如果油膜振荡已经严重影响机组的运行,建议进行轴承的检修,彻底清洁和更换润滑油,并对轴承进行维护保养。

5. 定期维护及时清理设备表面和检查润滑油情况,可以防止因为摩擦增加而导致油膜振荡。

汽轮发电机机组油膜振荡是一种常见但危害严重的问题,需要及时进行综合诊断和处理。

合理的诊断手段和处理建议可以有效的帮助企业解决油膜振荡问题,提高机组的可靠性和安全性。

也需要加强对机组设备的定期维护和维修工作,减少油膜振荡的发生。

压缩机机组油系统运行故障分析和解决的可行性方案_0

压缩机机组油系统运行故障分析和解决的可行性方案_0

压缩机机组油系统运行故障分析和解决的可行性方案【摘要】本文就通常情况下油系统设备出现的常见故障及其消除方法作以论述。

希望对从业人员有所帮助。

【关键词】压缩机;故障;油系统1问题的来源及内容:近些年来压缩机机组现场开车及运行过程中反映出下列问题:1.1有的机组;主机进油总管中油温低至39℃时(正常值为45±2℃)总管中油压勉强达到正常值(0.25MPaG),这时油站上的回油调节阀处于全关状态。

若油温逐渐上升至正常值时,总管油压降至启动备用油泵后机组方可正常运行,这时油站上的回油调节阀开度为64-65%,正常应80%以上。

1.2有的机组;当机组转速超过60%额定转速时,供油总管油压降至启动备用油泵。

1.3有的机组;机组处于静态时,供油总管压力就达不到正常压力值,而且油站上的回油调节阀开度处于零开度没有回油。

1.4有的机组,压缩机系统油压低报警,备用油泵启动后油压继续降低至设备连锁停车。

1.5有的机组,油泵启动后出现振动现象且噪声大。

以上问题,均属于机组不正常运行及不能运行的不合格产品,必须准确查找原因彻底纠正方可交付使用。

2正常运行机组的基本标志是:2.1当油站上一个油泵(通常每台油站上均设置两台油泵,一主一各。

油站正常工作时,应启动一个油泵即可。

)正常运行时,机组供油主管上的油温应为45±2℃,润滑油压应为0.25MPaG(汽轮机调节油的油压应为≥0.85MPaG),各分支供油管的油压应按说明书中规定值严格调整。

另外,各分支供油管的节流必须调整准确合适。

所谓准确合适应参考机组供油总管油温与回油总管油温之差来考核。

正常油温之差应为20-25℃。

即:进油温度若为45℃,则回油温度应为65℃-70℃左右。

如果进、回油油温之差太小,说明供油各口节流不当,流过机组的油量过大(很可能大大的超出了压缩机机组或汽轮机设计时所提供给油站设计的油量)。

从而造成了油站油泵流量满足不了现场真实的所供油量,致使油压低启动备用泵等。

汽轮机组油膜振荡的分析与处理

汽轮机组油膜振荡的分析与处理发布时间:2021-06-18T09:12:15.188Z 来源:《河南电力》2021年2期作者:黄凯[导读] 轴承的稳定性取决于轴承结构形式及参与设计参数两个方面。

好的结构,油膜涡动力小或对涡动力阻尼大。

(锦西石化分公司热电公司辽宁葫芦岛 125001)摘要:油膜振荡是汽轮机组运行过程中的常见故障。

本文介绍了油膜振荡产生的原因,分析了油膜振荡故障的机理,增大轴承偏心率,提高轴承一阶临界转速和失稳转速均有利于防止油膜振荡。

关键词:汽轮机;轴承油;膜振荡油膜振荡是汽轮机组的常见故障,对机组的危害非常大。

本单位发生过几次因油膜振荡造成的转子发热及瓦面破碎造成的临时停机,由此可见对油膜振荡进行分析有助于保障汽轮机组的平稳运行。

油膜振荡出现后,汽轮机组在运行过程中将产生动静部件摩擦、转子热弯曲、瓦面碎裂等故障。

所以,对汽轮机组的油膜振荡进行分析并找出解决措施,对电力行业的发展具有重要的现实意义。

一、汽轮机组产生油膜振荡有以下几个原因:(1)轴承稳定性差轴承的稳定性取决于轴承结构形式及参与设计参数两个方面。

好的结构,油膜涡动力小或对涡动力阻尼大。

在汽轮机组上稳定性最好的是可倾瓦,目前我单位使用的均为可倾瓦,现场运行发现确实稳定性比较好。

(2)轴承过度磨损由于安装、维修偏离检修作业规程,使得轴承间隙不当、轴承壳体配合过盈不足、轴瓦参数不当。

在同等偏心情况下,瓦过度磨损相当于偏心率过小。

另外油膜过厚,刚度下降,也使临界转速降低,更易引发振荡。

(3)润滑油的进油温度过低当其他条件不变时,油温高则油粘度低,最小油膜厚度变小,轴承的工作点、油膜刚度和阻尼系数都将发生变化。

一般情况下,油温高时轴承不易产生油膜振荡。

反之,如果油温过低则易产生油膜振荡。

(4)轴承负载不均汽轮机组轴系的安装,是在转子静止的状态下进行的,按制造厂家提供的挠度曲线和规范调整轴承中心位置并找正。

但在运行过程中,由于机组的热变形,转子被油膜托起,以及真空度、地基不均匀下沉等因素的影响,轴系对中情况将发生变化,标高产生起伏。

轴流风机振动的分析与处理

轴流风机振动的分析与处理轴流风机是一种用于空气或气体输送的机械设备,由于运转方式的特殊性,轴流风机在工作过程中难免会出现振动现象。

轴流风机的振动不仅影响其性能和寿命,还有可能引起安全事故,因此对轴流风机振动的分析和处理非常重要。

轴流风机振动的种类轴流风机的振动主要包括机械振动和流体振动两种类型。

1.机械振动:轴流风机的机械振动主要由于其内部机械部件的运动不平衡所引起,如电机、风轮等。

机械振动多呈周期性,振动频率与转速成倍数关系,如2倍频、3倍频等。

2.流体振动:轴流风机运行时会产生空气或气体的流动,这种流动会产生振动。

流体振动常呈现出随机性,振动频率和幅值无规律,且难以预测。

轴流风机振动的原因轴流风机振动的原因主要包括以下几个方面:1.振源:轴流风机的内部机械部件存在运动不平衡,如电机转子、风机轮等,会以不同的频率产生振动。

2.轴承故障:轴承是机械部件中易损件之一,轴承损坏后会产生振动。

3.装配不当:轴流风机的部件装配不当,如轴承安装失误、风机叶轮装配不均匀等,也会导致轴流风机振动。

4.流体力学问题:空气或气体在轴流风机内的流动会产生涡流,这些涡流会产生一定的振动。

轴流风机振动的分析方法轴流风机的振动分析方法主要有以下几种:1.频率分析法:这种方法是通过振动信号的频谱分析,找出其频率分量和振幅,并确定振动的种类和来源。

2.时域分析法:时域分析是直接观察振动信号的波形,并对其进行分析和处理。

3.成像分析法:这种方法是通过对轴流风机振动进行成像,找出振动源的位置和强度,进而对其进行处理。

轴流风机振动的处理方法如果轴流风机出现了振动问题,我们需要及时找出振动的根源,并进行相应的处理。

常用的处理方法主要包括以下几种:1.动平衡:对轴流风机的转子进行动平衡处理,消除机械振动。

2.支承优化:对轴承进行优化处理,修复或更换损坏的轴承。

3.部件调整:对轴流风机的部件进行调整,如重新安装轴承等。

4.流体力学调整:对轴流风机的流体力学特性进行调整,如更换叶片、调整进口风道等。

汽轮发电机组油膜振荡故障的分析诊断与处理


中 图 分 类 号 :K 6 T 28
文献 标 志码 : B
文 章 编 号 :0 9 0 6 (0 0 0 0 7 — 4 10 — 6 5 2 1 )4— 0 1 0
突发 性 振 动 是 关 系 到 汽 轮 发 电机 组 设 备 安 全 与正常 生产 的重要 故障 对 这类 振 动 的定 性和 原 因
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柱轴 承 。 励磁 机两 瓦为 5 6号 轴承 。 系结 构如 图 1 、 轴
所示 。
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( )3号 瓦振 动 时 间 趋 势 b
图1 2号机组轴 系结构
图 2 振 动 时 间 趋 势
机组 投运 以来 。 历 大 小修 各 一 次 , 经 小修 中更 换 了励磁 机转 子 ,振动 一直 正 常 , ~4号 瓦垂 直振 1 动均 小于 2 m。 0 2号机 组经 常处 于低 负荷状 态 , 带 高 负荷 时 间不多 。
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大型轴流风机各类振动原因分析及处理措施

大型轴流风机各类振动原因分析及处理措施轴流风机以其流量大、启动力矩小、对风道系统变化适应性强的优势逐步取代离心风机成为主流。

轴流风机有动叶和静叶2种调节方式。

动叶可调轴流风机通过改变做功叶片的角度来改变工况,没有截流损失,效率高,还可以避免在小流量工况下出现不稳定现象,但其结构复杂,对调节装置稳定性及可靠性要求较高,对制造精度要求也较高,易出现故障,所以一般只用于送风机及一次风机。

静叶可调轴流风机通过改变流通面积和入口气流导向的方式来改变工况,有截流损失,但其结构简单,调节机构故障率很低,所以一般用于工作环境恶劣的引风机。

随着轴流风机的广泛应用,与其结构特点相对应的振动问题也逐步暴露,这些问题在离心式风机上则不存在或不常见。

本文通过总结各种轴流风机异常振动故障案例,对其中一些有特点的振动及其产生的原因进行汇总分析。

1、动叶调节结构导致振动动叶可调轴流风机通过在线调节动叶开度来改变风机运行工况,这主要依赖轮毂里的液压调节控制机构来实现,各个叶片角度的调节涉及到一系列的调节部件,因而对各部件的安装、配合及部件本身的变形、磨损要求较高,液压动叶调节系统结构如图1所示。

动叶调节结构对振动的影响主要分单级叶轮的部分叶片开度不同步、两级叶轮的叶片开度不同步及调节部件本身偏心3个方面。

1.1单级叶轮部分叶片开度不同步单级叶轮部分叶片开度不同步主要是由于滑块磨损、调节杆与曲柄配合松动、叶柄导向轴承及推力轴承转动不畅引起的。

这些部件均为液压缸到动叶片之间的传动配合部件,会导致部分风机叶片开度不到位,而风机叶片重量及安装半径均较大,部分风机叶片开度不一致会产生质量严重不平衡,导致风机在高转速下出现明显振动。

单级叶轮部分叶片开度不同步引起的振动主要特点如下。

1)振动频谱和普通质量均不平衡,振动故障频谱中主要为工频成分,同时部分叶片不同步会产生一定的气流脉动,使振动频谱中出现叶片通过频率及其谐波,部分部件的磨损及松动则会产生一定的非线性冲击,使振动频谱中出现工频高次谐波成分,这在振速频谱中表现得相对明显一些,在位移频谱中几乎观察不到。

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轴流压缩机油膜振荡故障的分析与处理瞿雷;侯新军;金颖;廖与禾;屈运动【摘要】针对一台AV40轴流压缩机多次于振动突变造成停机而导致硝酸四合一机组无法正常启机的故障。

通过分析轴流压缩机振动突变时刻的频谱、轴心轨迹等特征,结合故障发生的时刻及径向轴承特性分析,确诊发生油膜振荡引起油膜瞬间失稳是此次故障的主要原因。

在总结油膜振荡故障现场消除方法的基础上,通过更换排气侧存在轻微磨损的径向轴承来减小轴承顶隙、提高轴承稳定性。

最终的试车结果表明,上述检修措施简单、有效,其故障得到完全消除。

% An AV40 axial compressor was repeatedly stopped running due to abruptly vibration and fluctuation in the process of starting and speeding up, which resulted in the starting failure of the four-in-one nitric acid unit. It was confirmed that the main reason of the fault was that there existed obvious oil-film oscillation to induce the oil-film instability in the moment, by means of analyzing features such as spectrum, orbit ,etc., combining with the time when the fault occurred and the characteristics of journal bearing. Based on the summary about the methods of eliminating the fault of oil-film oscillation in the field, the journal bearing with mild wear at the outlet side was replaced with a new one, so as to decrease the top clearance and improve the stability of the bearing. The final result of trail run ofthe compressor demonstrates that the maintainance measures above are simple and effective, and the fault of oil-film oscillation has been completely eliminated.【期刊名称】《风机技术》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P84-88)【关键词】硝酸四合一机组;轴流压缩机;油膜振荡;自激振动;滑动轴承【作者】瞿雷;侯新军;金颖;廖与禾;屈运动【作者单位】西安陕鼓动力股份有限公司;西安陕鼓动力股份有限公司;西安陕鼓动力股份有限公司;西安陕鼓动力股份有限公司;西安陕鼓动力股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TH4430 引言硝酸四合一机组是硝酸制造业工艺流程中提供压力和动力的机组,也是整个装置中最为核心的一个环节。

近年来,为适应国内外硝酸市场发展的需求,国内的一些透平大企通过不断加强对硝酸装置工艺流程的研究及对硝酸机组进行技术改进,先后成功地研制出年产量3万吨到36万吨的硝酸四合一机组,打破了国外跨国公司长期在硝酸机组上的垄断地位[1-2]。

尽管国产机组与国外机组在整机设计、系统总成方面的差距已逐渐被缩小,但是在设备可靠性和故障率方面的较大差距却不容忽视[3-4],这也是设备健康管理当前亟待解决的一个课题。

因此,利用先进的测量手段及设备故障诊断技术,开展基于运行状态的设备健康管理工作,对于提高机组检修、维修效率,提高设备可靠性,降低设备故障率,将显得尤其重要。

本文主要针对国内某化工企业硝酸装置中轴流压缩机在启机过程中出现的振动突变故障,利用振动在线监测设备对故障现象进行精密分析与诊断,定位故障源并提供排查、检修措施,有效地提高了设备检修效率,保证了整套机组长期、安全、稳定的运行。

1 机组信息与故障概况该轴流压缩机为西安陕鼓动力股份有限公司生产的全静叶可调式轴流压缩机,且采用水平剖分的一体式结构,支承轴承直接安装在下机壳上,该轴流压缩机的主要特性参数如表1所示。

整套硝酸机组的低速轴系部分由轴流压缩机、尾透、齿轮箱低速轴系组成,轴流与尾透采用刚性联轴器联接,轴流与齿轮箱采用膜片联轴器联接,该机组的低速轴系部分的测点布置简图如图1所示。

表1 轴流压缩机的主要特征参数项目型号出口压力/MPa流量/(Nm3/h)数值AV40 0.45(A)78 000(干)项目设计转速/(r/min)一阶临界/(r/min)径向轴瓦数值8 148 2 670椭圆瓦图1 硝酸装置的低速轴系测点布置图2 11月22日的轴流压缩机试车振动趋势2012年11月11日,该硝酸机组因轴流排气侧振动联锁停机,停车后检查轴流压缩机的轴瓦安装情况,并无明显异常。

回装后再次启车,在启车过程中,轴流排气侧反复出现振动联锁而导致机组无法正常启机。

在未查明轴流振动真实原因的情况下,用户根据自身的检修经验判断,决定于2012年11月15日将轴流、尾透及汽轮机的转子分别返厂家进行高速动平衡校正。

2012年11月22日,待所有转子返用户现场回装完毕后,机组再次整机试车。

当轴流转速稳定在7 500r/min时,各测点的振动较小且平稳,运行1小时后氧化炉点火,在平稳运行一段时间后,缓慢升速至工作转速时,排气侧振动突然增大至停机值而跳车,硝酸机组仍无法正常投入运行。

2 振动特征及原因分析2.1 启车过程分析转子返现场后试车过程的振动趋势如图2所示。

当轴流转速低于或稳定在7500r/min时,轴流振动十分平稳;当继续缓慢提高轴流转速时,在数秒钟时间内,排气侧振动由25μm增大到108μm,引起振动联锁停机;轴流四个测点的振动存在同步突变,排气侧的突变幅度明显大于进气侧。

由此可见,在转速提高过程中,油膜存在瞬间失稳引起机组振动突变。

引起油膜失稳的原因还应结合轴流各测点的谱图特征具体分析。

2.2 振动特征谱图分析为确认引起轴流振动突变的主要激振频率,分别选取轴流振动突变前后的谱图进行对比分析。

以排气侧振动为重点分析对象,对比轴流振动突变前、后时刻排气侧的主要激振频率(表2)及轴心轨迹等特征(图3、图4),其特点如下:1)振动突变前,排气侧以工频(X)为主,含少量的0.38倍频(0.38X),进气侧的主要激振频率与排气侧类似。

振动突变后,排气侧振动以低频为主,0.38X处的能量尤其突出,工频处的能量基本不变,进气侧振动与排气侧变化相似,但波动幅度较小。

2)振动突变前,排气侧轴心轨迹的重复性较好,形状近似“椭圆状”,偏心率较小,初相点相对位置基本稳定,两测点工频处的相位差约为125°;振动突变后,排气侧的轴心轨迹呈现明显的发散、紊乱状态,转子初相点的相对位置呈现不规则、剧烈变化状态,说明转子轴颈在轴承中存在剧烈晃动。

图3 突变前排气侧的轴心轨迹图4 突变后排气侧的轴心轨迹μm表2 突变前后的排气侧激振频率特征对比测点突变前突变后特征频率突变前突变后轴排6 102X 19 65 0.38X 1 51 X X 17∠232°22∠228°轴排6 102Y 25 1080.38X 1 86 21∠107°21∠91°从轴流的激振频率特征变化分析(表2),波动前激振频率以工频为主,伴随着少量比重的分倍频,波动后激振频率主要集中在0.38X处,分倍频(0.38X)处的能量比例高达80%,轴流压缩机的振动波动属于一起典型的低频振动故障。

该转子的一阶临界转速约为2 670r/min(0.36X-44.5Hz),说明轴流振动波动频率与转子一阶固有频率十分接近,易激发转子的共振模态,这属于典型的转子低频自激振动故障特征,符合此类振动特征的故障有油膜振荡或气流激振两种可能[5-6]。

油膜振荡故障的突出特点是与转速及润滑参数有关,气流激振故障的突出特点是与机组所带负荷有关,并且具有较好的可重复性[6-7]。

结合第2.1节的轴流启机趋势分析可知,此次故障主要发生在机组变转速过程中,而与机组负荷并无明显直接联系,因此认为油膜振荡是引起轴承油膜瞬间失稳、轴流振动联锁停机的主要原因。

2.3 轴承特性分析该轴流压缩机支承轴承为椭圆瓦,通过下式核算该轴承的载荷承载系数So[8]:选择VG46号润滑油在温度为40℃的运动粘度,椭圆瓦的设计相对间隙值取0.003 5,计算得到的载荷承载系数So为0.326 6,根据滑动轴承的承载能力判断此轴承属轻载轴承。

另外,转子工作转速大于两倍的一阶临界转速,故该轴承也属于高速轻载轴承。

根据轴承特性分析,该滑动轴承的抗扰动能力较差,说明该轴承存在发生油膜涡动或油膜振动等自激振动故障的可能性。

3 油膜振荡故障现场治理油膜振荡是高速滑动轴承的一种特有故障[8]。

在外界扰动的作用下,滑动轴承中的油膜力作用引起轴颈在轴承中产生涡动,随着转速的上升,当涡动频率与转子第一阶固有频率十分接近或重合时,转子轴承支撑系统发生强烈的共振,导致油膜振荡并引起油膜瞬间失稳。

油膜振荡故障的前提条件是工作转速必须大于两倍转子临界转速,通过提高转子临界转速可以有效地避免油膜振荡的发生。

然而,对于已投入运行的机组,在现场提高转子临界转速的方案一般无法实施。

因此,在现场消除机组油膜振荡故障大多数是从减小外界扰动和提高轴系失稳转速两个角度出发,而提高轴系失稳转速往往可以从更换轴承型式和改进轴承工作状况两个方面着手。

从处理方案可行性及检修效率两方面考虑,改进轴承工作状态具有更突出的优势。

由轴承润滑理论可知,轴承稳定性受轴颈在轴承中旋转时偏心率的影响很大,轴颈偏心率越大时,轴承稳定性越好。

目前,改进轴承工作状态的常用方法可以总结为如下几方面[9-11]:1)改变润滑油参数。

提高润滑油油温或更换粘度较低的润滑油,这两条措施的实质都是减小润滑油粘度,增大轴颈在轴承中的偏心率,从而提高轴承的稳定性。

而提高供油压力,能对转子的涡动能起到抑制作用,起到稳定转子的作用。

2)控制失稳轴承的预载荷。

通过调整对轮中心和张口、轴承标高直接影响轴承所承受的载荷。

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