浅谈汽轮发电机组异常振动的原因及处理
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汽轮发电机振动的原因分析及措施摘要:汽轮发电机组的振动对于设备的稳定运行有重要的影响,直接关系到企业的安全生产。
对产生振动的影响因素进行分析,具有多方面的原因,设计、制造、安装以及后期的管理等,都可能会导致汽轮发电机组的振动。
下面将从几个方面对影响振动的因素进行分析,为汽轮发电机组的稳定运行提供基础的理论依据。
关键词:汽轮机异常振动影响因素解决措施一、设计制造环节的失误汽轮发电机最为重要的运行设备,其设计的每一个环节都非常重要。
在运行的过程中,其转子的运行速度非常快,如果在旋转中心方面发生偏离,将会对轴承造成激荡力,导致整个机组的振动。
所以为了防止中心的偏离,在设计的过程中应该对生产工艺做出严格的规定,在进行转子装配时,每安装一级叶片就做一次平衡试验,在整体完成后再进行一次整体试验,只有保证整体的平衡性,才能够控制振动的产生。
在对机组进行加工制造的过程中,受到加工精度的影响会导致工艺质量不过关,易造成振动现象的产生。
为了减少因为制造环节出现的振动,应该提高机械加工的精度,保证生产的质量。
在生产的过程中,应该使用先进的生产工艺和材料,提高稳定性,降低因为生产环节造成的振动。
二、安装与检修方面的因素对汽轮发电机组的安装需要具有很高的技术,并且在安装的过程中要严格按照说明书进行。
在后期运行的过程中,要做好检修工作,保证汽轮发电机组能够正常的运行。
在安装与检修的过程中,会因为工艺水平不高或者没有按照规范的要求执行,都会导致机组发生振动,所以在这两个环节要给予高度的重视。
1 轴承中心高的选择在汽轮发电机安装的过程中,需要轴承作为支撑,所以轴承的设置极为关键,两侧轴承的中心高一定要在同一水平线上,保持汽轮发电机的平衡。
如果两侧的轴承中心高不同,那么其所承担的荷载也就不同,在负荷较轻的一端,就会出现自激振动,而较重的一端就会因为负荷较强而产生较大的承载压力,从而引起轴瓦温度的上升,导致机组振动。
针对这种现象可以在安装汽轮发电机组之前,详细阅读厂家的安装说明,严格按照技术要求执行,根据现场的实际情况,对轴承的中心高进行准确的测量,通过垫片的调整到合理的位置后,再进行机组的安装。
汽轮发电机组振动原因分析及处理摘要:伴随着时代与社会经济的高速发展,我国各个领域得以不断进步,各项机械设备也得到广泛应用,对其运行效率也提出更加严格的标准。
正常运行中汽轮机机组允许存在一定参数范围内的振动现象,但如果振动超出允许范围将对整个机组的运行以及电厂的稳定发电工作产生不利影响。
对振动故障进行分类,总结、分析设备启动和运行过程中常见的振动问题,并介绍相关解决方案,为设备的安全可靠运行提供技术保障。
关键词:汽轮发电机;故障诊断;振动引言振动是衡量大型旋转设备运转状态的重要指标,需要对其进行快速、精准的采集、分析和故障诊断。
引起振动的原因极其复杂,不仅与设备前期的设计、制造、安装有关联,同时,与设备在运行中的工艺过程参数有着密不可分的连接。
1汽轮机简介目前,发电厂通过天然气、煤炭等不可再生资源来产生电能。
发电的具体过程是通过燃料的燃烧过程来产生较大的热量,而在水的加入后将会产生一定的热蒸汽,这些热蒸汽可以有效地将化学能转化成热能。
在高压热蒸汽的作用下,汽轮机将持续运转,这些热能也将转变为机械能,从而形成循环过程,达到更好的汽轮机运转效率。
汽轮机使用机械能来转化为电能,而这些电能将被传输到发电厂。
现阶段,我国的发电厂包括天然气发电厂、工业废料发电厂、余热发电厂、燃煤发电厂等,而汽轮机主要使用在火力发电厂的发电工作中。
汽轮机的基础结构包括低压缸、中压缸和高压缸三个部分。
现阶段也有一些汽轮机的设计是将中压缸和高压缸结合在一起。
汽轮机同样也包含一些辅助结构或者是系统,如润滑油、给水系统等,所以其结构十分复杂。
2汽轮机振动原因分析2.1油膜失稳汽轮机油膜失稳形式包含两种:油膜振荡与半速涡动。
其中,半速涡动多发生在转速低于第一临界速度期间,随着转速的不断提升,在某一低速阶段开始,该振动会不断升高,有时随着转子速度的增加,这一情况也会逐渐消失。
随着转子转速的不断变化,涡动频率也将不断变化,但转度半频关系一直不变,识别半速涡动法多使用级联图,级联图中,半频振锋频率点体现为斜率为2的直线。
汽轮机振动⼤的原因分析及其解决⽅法[1]..汽轮机振动⼤的原因分析及其解决⽅法[1]..汽轮机振动⼤的原因分析及其解决⽅法摘要:为了保障城市经济的发展与居民⽤电的稳定,加强汽轮机组⽇常保养与维护,保障城市供电已经成为了⽕⼒发电⼚维护部门的重要任务。
⽂章就汽轮机异常振动的原因进⾏了分析与故障的排除,在振动监测⽅⾯应做的⼯作进⾏了简要的论述。
关键词:汽轮机;异常振动;故障排除;振动监测;汽流激振现象对转动机械来说,微⼩的振动是不可避免的,振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。
这⾥所说的振动,系指机组转动中振幅⽐原有⽔平增⼤,特别是增⼤到超过允许标准的振动,也就是异常振动。
任何⼀种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。
⽐如轴系质量失去平衡(掉叶⽚、⼤轴弯曲、轴系中⼼变化、发电机转⼦内冷⽔路局部堵塞等)、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表⾯在振动增⼤,甚⾄强烈振动。
⽽强烈振⼜会导致机组其他零部件松动甚⾄损坏,加剧动静部分摩擦,形成恶性循环,加剧设备损坏程度。
异常振动是汽轮发电机运转中缺陷,隐患的综合反映,是发⽣故障的信号。
因此,新安装或检修后的机组,必须经过试运⾏,测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下,⽅可将机组投⼊运⾏。
振动超标的则必须查找原因,采取措施将振动降到合格范围内,才能移交⽣产或投⼊正常运⾏。
⼀、汽轮机异常振动原因分析汽轮机组担负着⽕⼒发电企业发电任务的重点。
由于其运⾏时间长、关键部位长期磨损等原因,汽轮机组故障时常出现,这严重影响了发电机组的正常运⾏。
汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的⼀种故障。
由于机组的振动往往受多⽅⾯的影响,只要跟机本体有关的任何⼀个设备或介质都会是机组振动的原因,⽐如进汽参数、疏⽔、油温、油质、等等。
因此,针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要,只有查明原因才能对症维修。
针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法(2)2.3 中心不正一种是转子轴线中心不在一条直线上。
产生这种问题的原因除找中心的质量不好之外,还可能是汽缸热膨胀受阻、蒸汽管道热膨胀补偿不足。
对于核电厂汽轮机的挠性转轴,两轴线不同心会使联轴器的磨损加速,表面摩擦系数增大,导致挠性联轴器无法起到补偿调节的作用。
另一种是汽轮机与发电机两个转子之间联轴器中心偏差过大或联轴器有缺陷。
对于用挠性联轴器连接的转子,当联轴器有缺陷不能对中心自动调整时,可能发生振动。
当联轴器耦合原件之间正常啮合被破坏,从而导致传递扭矩在联轴器周上分布不均匀时,也会发生振动。
中心不正的振动特点是波形呈正弦波,振动的频率等于转子的转速,与机组的工况无关。
由于转子柔度与轴承油膜的弹性影响,只有靠近有缺陷联轴器的轴承才会出现明显的振动。
相邻的两个轴的振动相位相反。
针对中心不正引起的振动解决方法主要靠检修和安装调试时的细心工作,从而保证汽轮机组的正常工作。
2.4 油膜自激振荡油膜自激振荡是汽轮机发电机转子在轴承油膜上高速旋转时,丧失动力稳定性的结果。
其特点是振荡主频约等于发电机的一阶临界转速,且不随转速变化而变化。
当汽轮机组发生油膜振荡时,应增加轴瓦比压,方法是缩短轴瓦长度,即减小长径比,或调整联轴器中心,保证热态时各轴瓦负荷分配均匀。
2.5 汽流激振汽流激振有两个主要特征:一,出现较大值的低频分量;二,振动受运行参数影响明显,且增大呈突发性。
其主要原因是由于叶片受到不均衡的汽流冲击。
对于大型机组,由于末级较长,汽体在叶片末端膨胀所产生的紊流也可能造成汽流激振。
同时,轴封也可能发生气流激振现象。
针对汽轮机组气流激振的特点,其故障分析要通过长时间的记录机组的振动数据,做成成组的曲线,观察曲线的变化趋势和范围。
通过改变升降负荷速率,观察曲线的变化情况,最终有目的的改变汽轮机不同负荷时的高压调速汽门的重叠特性,消除汽流激振。
也就是,确定机组产生汽流激振的工作状态,采用降低负荷变化率和避开气流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。
汽轮机振动的原因分析及处理摘要:汽轮发电组是我国发电工程中重要组成部分,是保障城市经济发展和居民生活用电的重要机械,其对发电的重要性不下与电力对人们生产、生活的重要性,对此,保证汽轮机的定期维修和保养是加强汽轮机的正常运行的关键性活动。
在汽轮发电机组运行过程中,不可避免的存在或大或小的震动,当震动在正常范围内时,其对汽轮机的逐渐没有任何影响;当震动超出正常范围内之时,将会对汽轮机组设备造成巨大的伤害。
关键词:汽轮机;振动的原因;分析及处理1汽轮机异常振动概述1.1汽轮机振动概念汽轮机振动即设备的部件偏离其固定的平衡位置,进而导致物体相应的位能和动能随之变化,出现反复性的连续运动被称之为振动。
根据冲击力的不同,可以将汽轮机的振动分为自由振动和受迫振动两种形式。
可以用相位、频率、方向以及振幅对汽轮机振动的大小和幅度进行描述。
汽轮机振动的相位即振动过程中振动信号最大值与转子某一点的相对位置。
频率即汽轮机在特定时间内振动的次数。
汽轮机的振动方向包括,横向、轴向和扭转三个方向,根据汽轮机运行过程中振动的大小可以将其分为双向振幅和单向振幅两类。
1.2汽轮机异常振动的危害如果汽轮机振动的幅度在规定的范围内,是不会对汽轮机的运行正常工作产生影响的,但是当汽轮机出现异常振动时将会对发电机组的安全性以及经济效益产生巨大的负面影响。
因而汽轮机振动也是机械设备检修的重要内容。
汽轮机异常振动的危害主要表现在以下几个方面。
首先,当汽轮机出现异常振动时,过大的振动幅度有可能导致机组之间连接部位的零件松动,增加了机组运转的安全隐患。
其次,汽轮机振动过大还会增大机组支撑零件以及发电机部分的摩擦,给汽轮机的本体造成损害,导致汽轮机使用寿命的缩减。
最后,汽轮机异常振动会导致发电效率和发电质量的降低,进而影响经济效益的提升。
2汽轮机振动的特点分析设备第一次启动升速到超过其临界转速时,可通过轴承振动的大小来判断设备是否存在故障问题,若情况良好,一般可判断汽轮机转子与拖带机组转子在当前处于平衡状态,且轴承尚未受到任何损伤。
汽轮发电机组振动原因及处理措施【摘要】汽轮发电机组振动大小是反映机组设计制造、安装检修及运行管理等方面的综合指标。
为保障汽轮发电机组长期安全运行,要求对机组振动严格控制在允许范围内。
或者说,机组的振动是表征汽轮发电机组稳定运行的重要标志之一。
汽轮发电机转子是一个复杂的弹性系统,造成振动的原因很多。
我们若能抓住振动时表现出来的不同特点,并加以分析判断,就有可能找出振动的内在原因并予以解决。
随着机组容量的不断增大,对机组振动的判断与分析对运行人员提出了更高的要求。
【关键词】汽轮发电机组振动运行与2003年取得电力工程师资格,河北西柏坡发电公司运行机长,参加过(#5、#6)600MW超临界机组试运。
一、振动过大的危害和严重后果。
汽轮发电机组转子是在振动状态下工作的,其振动值的大小直接影响汽轮机组的安全运行。
汽轮发电机组转子振动超过某一限值时,轻者噪音增大,影响转子及其零部件的使用寿命;严重者动静部分发生碰摩,损坏零部件,甚至造成整台机组毁坏事故。
汽轮发电机组振动过大的危害主要表现如下:机组部件动静部分摩擦。
随着机组容量和参数的提高,为提高效率汽轮机通流部分间隙,尤其是径向间隙要求较小,在加上热膨胀和热变形的影响,通流间隙在运行中还会进一步减小。
2、造成一些部件的疲劳损坏。
机组振动过大会加速联轴器、轴瓦、发电机密封瓦、滑销系统及励磁机等的磨损。
3、造成紧固件的断裂和松脱。
振动造成轴承座地脚螺栓松动断裂,进一步加大机组振动,从而引起恶性循环。
4、损坏基础及周围建筑物。
振动过大造成基础裂纹、二次灌浆松裂等,有时振动还会传递到附近的建筑物引起损坏。
5、振动过大会引起危急保安器和其他保护设备的误动而造成停机;会引起水冷发电机组水管断裂漏水的事故等。
6、使机组的经济性降低。
振动过大会造成通流间隙加大,轴封磨损,使漏气损失加大,影响机组经济运行。
7、对人员的损害。
过大振动造成噪声加剧,给运行人员的听力及身心造成损伤。
浅谈汽轮发电机组异常振动的原因及处理
【摘要】在机组运行中,一旦发生机组振动,能够根据机组振动的特征,及时地对机组发生振动的原因作出正确的判断和恰当的处理,从而有效地防止事故的进一步扩大,避免造成严重的设备损坏或人身伤亡事故。
本文主要分析了汽轮发电机组异常振动的原因,并提出了汽轮发电机组异常振动的主要处理方法。
【关键词】汽轮发电机组;异常振动;转子质量;电磁干扰;油膜振动
一、汽轮机组异常振动的危害及类型
(一)汽轮机组异常振动的危害
机组振动的危害主要表现在对设备和人身2个方面。
1、对设备危害主要表现为:
(1)机组的动静部分摩擦;(2)加速一些零件的磨损;(3)造成一些部件的疲劳损坏;(4)造成紧固件的断裂和松动;(5)损坏基础和周围的建筑物;(6)直接或间接造成设备事故。
2、对人身的损害主要表现为:
(1)机组振动而带来的噪声会给人员带来疲劳感,降低工作效率;(2)机组振动过大会损伤人员的某些器官,存在着人身安全隐患。
二、汽轮机组异常振动的类型及原因
汽轮发电机组的振动按激振能源的不同,可分为强迫振动和自激振动两类。
(一)强迫振动
强迫振动产生的因素主要有:
1、转子质量不平衡
引起转子质量不平衡的原因:一是单个转子在制造厂加工制作过程中产生的转子上某个部位以转子中心线为对称轴方向上存在的质量不平衡。
二是转子上某个部分断落破坏了转子质量平衡而引起振动,如挠性转子的叶片断落最易造成转子质量不平衡引起剧烈振动。
2、转子中心不正
转子中心不正主要是指相邻两个转子连接时的中心不同心引起的。
这种情况主要是在安装和检修时由于不重视联轴器找中心,或是在紧固连接螺栓时没有考虑到用力均匀,以及在连接过程中没有时刻进行检查是否连接符合要求等原因,造成转子中心出现偏差,从而在机组运行中引起机组振动。
3、汽轮机膨胀受阻
汽轮机膨胀受阻是引起机组振动的一个非常重要的原因。
由于膨胀受阻而引起各轴承之间的位置标高发生变化,直接导致机组的转子中心发生变化;同时还会改变轴承座与台板之间的接触状态,从而减弱了轴承座的支承刚度。
有时还会引起动静摩擦,造成转子新的不平衡。
4、支承刚度不足和共振
引起的原因主要是机组的轴承座与台板、轴承座与汽缸、台板与基础之间的连接松动造成的。
因此,在机组安装中应保证轴承座与台板、轴承座与汽缸、台板与基础之间的连接刚度,以及在检修期间应认真地对各部分进行检查。
5、热不平衡响应
有不少汽轮发电机组的振动是随着转子的受热状态发生变化的,即当转子的温度升高时,振动增大。
其原因是由于转子沿横截面方向受到了不均匀的加热和冷却、膨胀不均等,使转子产生了沿圆周方向的不规则变形而导致产生振动支承刚度不足和共振。
(二)自激振动
自激振动产生的因素主要有以下几方面:
1、轴瓦自激振动
即轴颈和轴瓦润滑油膜之间发生的自激振动。
其又分为 2 个方面:
(1)半速涡动
只有当转子的第一临界转速高于1/2 工作转速时所发生的轴瓦自激振动,其振动频率约等于工作转速相应频率的一半,故称半速涡动。
这种振动对机组安全一般不会造成严重威胁。
(2)油膜振荡
当汽轮发电机转速高于 2 倍第一临界转速时,轴瓦才会发生自激振动,或者只有转子第一临界转速低于1/2 工作转速时轴瓦发生自激振动,这2 种情况都称为油膜振荡。
其最能发生在汽轮发电机组起动升速过程中。
一旦发生,其现
象所有的轴承都出现激烈振动,在机组附近还可以听到“咚咚”的撞击声。
这种振动在机组运行中最常遇到。
2、间隙激振
这种振动产生的原因是由于转子受到外扰产生一个径向位移时改变了叶片四周间隙的均匀性,间隙小的一侧漏气量小,作用在叶片上的作用力就大;相反间隙大的一侧因漏气量大,作用在该侧的叶片上的力就小。
当两侧作用力的差值大于阻力时,就能够使转子中心绕汽封中心作与转轴动方向一致的涡动。
这种涡动越来越加剧就产生自激振动。
三、汽轮发电机组异常振动的主要处理方法
(一)转子质量不平衡的处理方法
1、电网应保证汽轮发电机组在额定频率和正常允许变动范围内工作,正常频率变化范围为49~50.5 Hz,可以长时间运行;
2、避免机组过负荷运行;
3、加强机组运行中的监视,特别是在机组启、停、加减负荷过程中,必须加强对汽压、汽温、出力、真空、胀差、串轴、振动等的监视。
精心调整,绝不允许这些参数剧烈变化,同时严格执行规程规定。
启、停机过程应按操作票和启、停机曲线逐步进行操作;
4、转子的联轴器中心调整方法
(1)0°、180°找中心工艺
对于在300MW以上机组的联轴器瓢偏度、晃动度较小的情况下,可采用0°、180°找中心方法,能够大大减小工作量。
先将两转子联轴器连接记号对准,把后侧(或前侧)转子盘转后定位,作为“0”位置。
在前侧(或后侧)转子联轴器圆周上固定专用卡具,装好百分表,表杆接触在后侧(或前侧)转子联轴器外圆上,用来测量圆周差。
端面张口值用内径百分表测量两联轴器的端面距离的方法实现。
然后盘动前侧(或后侧)转子,分别测量出“0”、“90”、“180”、“270”数据,求出中心偏差值。
再将后侧(或前侧)转子盘转180°后不动,盘动前侧(或后侧)转子,用上述方法再次测量出0°、90°、180°、270°位置的数据,求出中心偏差值。
最后求出“0”、“180”测量结果对应位置的代数平均值,即得转子中心最终的测量结果。
(2)两转子四支点找中心工艺
①先将联轴器记号对准,对称穿入两个临时销子。
②对称装好专用找中心卡具,在卡具的端面测量位置上各装一块百分表,在圆周上装一块百分表,然后用行车盘动转子数圈,防止转子与轴瓦之间、轴瓦垫铁与洼窝之间虚接触,最终使测量端面的两块百分表处于水平位置,放松行车吊钩,撬动转子,使对称的两个临时销子活动自如,不蹩劲,然后确定百分表的初始读数。
③按找中心记录方法,分别在水平方向与垂直方向测量出端面张口和圆周差值,并计算出测量结果。
④根据测量结果,计算出各轴承调整量进行调整。
⑤重复以上步骤,直至中心合格。
(二)膨胀不受阻的方法
为了确保机组膨胀不受阻,就必须在安装时重视机组滑动接合面接触严密和滑销系统一定与汽轮发电机组的中心线同心,并保证其间隙均匀畅通,同时保证滑动接合面和滑销系统内部必须干净。
(三)支承刚度不足的处理
在机组安装中应保证轴承座与台板、轴承座与汽缸、台板与基础之间的连接刚度,以及在检修期间应认真地对各部分进行检查。
(四)油膜振动的处理方法
1、增加轴承比压
即增加轴瓦单位垂直投影面积上的轴承载荷,从而提高轴承工作的稳定性。
而增加轴承比压最方便的办法是调整联轴器中心。
但这种调整是有限的,且只适应于刚性和半挠性联轴器附近的轴瓦。
在现场最多的方法是缩短轴瓦长度,即降低长颈比。
2、降低润滑油的粘度
由于粘度越大轴颈带油越多、油膜越厚、稳定性越差。
因此,降低润滑油的粘度可以更换油牌号或提高油的温度,而最常用的是后一种。
参考文献:
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