轴瓦自激振动分析
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汽轮机轴瓦振动及其处理汽轮机轴瓦振动是汽轮机运行中常见的故障之一,对于汽轮机的安全运行和效率都有很大的影响。
因此,对于汽轮机轴瓦振动的处理是非常重要的。
一、轴瓦振动的原因1.轴瓦质量不合格轴瓦质量不稳定或质量不合格也容易引起轴瓦振动。
因此,在安装使用前应对其质量进行检验,确保质量符合标准。
2.轴瓦安装不牢固轴瓦的安装非常重要。
如果安装不良或安装不牢固,会使轴瓦在运行中发生位移,从而产生震动。
因此,在安装轴瓦时,需要仔细检查和调整轴瓦的位置和清洗轴瓦底座。
3.轴承间隙不稳定轴承间隙对轴瓦振动也有很大的影响。
在正常运行过程中,应定期检查轴承间隙,以确保其稳定。
4.运行不平衡汽轮机运行时出现不平衡是轴瓦振动的主要原因之一。
因此,在使用汽轮机时,应避免物体偏离轴心或转子重量分布不均匀。
二、处理轴瓦振动1.改善轴瓦质量如果轴瓦质量不合格,应立即更换或修理。
换上质量好的轴瓦可以有效地避免振动。
2.调整轴瓦的位置和清洗底座安装轴瓦时,需要根据轴承间隙和轮毂偏心量来合理调整轴瓦的位置,保持轴瓦与轴承间隙均匀。
同时,也需要清洗底座,保持轴瓦的接触面清洁。
3.检查和调整轴承间隙应定期检查轴承间隙,使用间隙测量仪器可以较准确地检测出轴承间隙的变化。
如果轴承间隙不稳定,应采取相应的措施,如调整轴承环的位置或增加垂直度,以保持轴承间隙稳定。
4.调整运转平衡调整运行的平衡是消除轴瓦振动的重要措施之一。
可以通过精密平衡器或简单的配重方法来修正转子的重量分布不均匀。
总之,针对轴瓦振动问题,我们需要从多方面综合处理,及时检修、调整和维修汽轮机,以保证其正常运行和延长使用寿命。
对汽轮机轴瓦振动现象的研究汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备,广泛应用于发电厂、船舶、石化等工业领域。
汽轮机的运行过程中常常会出现轴瓦振动现象,这种振动会影响机器的性能和寿命,因此对汽轮机轴瓦振动现象的研究具有重要意义。
汽轮机轴瓦振动主要有以下几个方面的原因:一是机组转速的突变或过大的振动幅值导致的振动;二是轴瓦之间的不平衡力或轴瓦本身的材料问题引起的振动;三是机组结构的疲劳和老化引起的振动;四是轴瓦之间油膜失效或润滑系统故障引起的振动。
为了研究和解决汽轮机轴瓦振动问题,需要进行以下几个方面的工作:一是对汽轮机的结构和工作原理进行详细的分析和研究,了解机组的设计参数以及各个部件的功能和相互作用关系;二是对轴瓦振动现象进行实测和数据分析,了解振动的频率、振幅和相位等特征,找出振动源和影响因素;三是通过数值模拟和仿真,建立汽轮机的振动模型,模拟和预测轴瓦振动的情况;四是通过振动控制技术和结构优化,设计和改进轴瓦的结构和材料,减小振动幅值和频率,提高机器的性能和可靠性。
在进行汽轮机轴瓦振动研究时,需要使用一些研究工具和方法。
首先是振动测量设备,如加速度计、振动传感器等,可以测量汽轮机的振动数据,并进行分析和处理。
其次是数值分析软件和仿真工具,如有限元分析软件和多体动力学仿真软件,可以建立汽轮机的振动模型和进行各种振动分析。
还需要一些材料和试验设备,如振动试验台和轴瓦材料测试仪等,对轴瓦的振动特性和材料性能进行测试和评价。
对汽轮机轴瓦振动现象的研究可以为改进汽轮机的设计和优化提供重要的理论依据和技术支持。
通过降低振动幅值和频率,提高汽轮机的运行效率和可靠性,可以减少金属疲劳和损伤,延长机器的使用寿命,降低维护成本,提高能源利用效率。
加强对汽轮机轴瓦振动现象的研究是非常有意义的。
660MW机组发电机轴瓦振动异常分析摘要:电力行业是我国国民经济的支柱型产业,而发电机组容易出现轴瓦异常振动现象,为保证发电机组平稳安全运行,避免事故发生造成企业损失和不必要的危害出现,应及时查找原因进行分析解决排除问题,保证其安全稳定的进行运行有利于经济和社会的稳步发展。
本文着手于发电机组轴瓦振动的原因,对机组轴瓦的振动原因和可能出现的危害进行分析,探索引起轴瓦振动异常的各项因素,提出具有针对性的解决措施,可为类似故障的处理提供借鉴。
关键词:660MW机组;发电机;轴瓦振动;异常分析汽轮机组发生异常振动会严重影响机组的安全运行,汽轮机是电力企业运行的核心,一旦汽轮机组运作出现异常,严重时会导致整个电厂都无法正常工作,因此当汽轮机组出现异常振动时应及时暂停运行机组,进行检修查明原因及解决问题。
一、发电机组轴瓦振动的原因分析机组轴瓦产生振动具有多方面的原因,但归根究底可以归结以下几种:1.机组制造时不合格,例如转子开始转动之前在转子上已经存在的不平衡,由于在设计结构上的不合理或零部件加工时无法达到要求精度,汽轮机转子在高速和低速平稳试验过程中无法达到使用要求,出现一侧离心力,使机组产生振动故障,这是汽轮机本身在生产时就存在的弊病,这类问题由设备制作商带来,是问题出现的源头。
从热电厂汽轮机组轴瓦振动的原因来看,其中有70%的轴瓦振动是转子质量不平衡引起的。
这种原因主要是由制造商带来的,也是汽轮机组轴瓦振动问题出现的源头。
例如,某转子第一临界转速为1600r/min,而转子第二临界大于3000r/min,这样转子上存在第二阶模态不平衡,一旦靠近3000r/min,就会使其振动幅度明显加大。
2.汽轮机在组装时造成的,机组在组装时工艺精度无法保证质量,而安装工艺质量的好坏会对汽轮机振动产生直接影响,根据机组组装要求掌握好零部件间距离,避免过大摩擦过小磨损的情况出现。
3.机组运行维护方面的原因,在汽轮机运行中,一些工作人员未按照相关标准与要求进行操作,进而对相关设备造成了一定的损害。
关于汽轮机轴瓦震动分析与处理及汽轮机调节级叶片断裂事故分析及处理摘要:汽轮机为各种机械的设备动力供给,所以对汽轮机的维修保养十分重要。
其轴瓦、轴颈、叶片磨损对于整个系统都有着影响,为加强汽轮机组日常保养与维护,文章就汽轮机轴瓦、轴颈磨损及调节叶片断裂的分析与预防进行了简要的论述。
关键词:汽轮机轴瓦震动叶片断裂机械事故分析处理一、轴瓦震动分析汽轮机轴瓦振动是汽轮发电机组运行中常见的主要故障,严重影响着机组的安全运行和使用寿命。
轴瓦垂直方向的振动,由于是机组运行直接监控的重要参数,另外由于多年来无数专家和科研人员的努力,在振动的分析和处理上已经形成了一套行之有效的办法。
而轴瓦水平方向的振动,由于缺乏监控手段,往往在发现时已造成重大影响,导致不得不停机消除。
本文结合处理消除轴瓦水平振动的经过,分析水平振动大产生的原因以及处理措施,得出处理水平振动大的几个结论,希望能在机组检修阶段注意消除导致振动的潜在因素,以避免运行中因水平振动大而导致停机或事故的发生。
1、200MW汽轮机#5, #4轴瓦水平振动大处理经过某电厂#1汽轮机#5轴瓦水平振动的解决。
其#1汽轮机系东方汽轮机厂生产的N200-130/535/535型汽轮机,于12月进行了通流部分改造。
次年3月15日,该机在负荷从170MW升至220MW的过程中,#5轴瓦处突然响声异常,同时瓦盖振动明显.在线监测表计显示垂直振动为35μm,就地用测振表测量#5轴瓦瓦振值如下:垂直方向:37μm,水平方向:201 μm,轴向:189μm 。
测量轴承箱结合面及汽缸和台板连接处差别振动均不大,都在30wm以下,被迫打闸停机。
停机后检查#5轴瓦及瓦箱内各部件。
该机组#5轴瓦为椭圆轴瓦,靠四块垫铁固定在轴承箱内。
检查发现#5轴瓦上垫铁接触很差,右侧仅角部有两个接触点,其余无接触痕迹。
翻出轴瓦检查,轴瓦钨金良好,无磨损痕迹;下垫铁接触良好。
检查低发转子联轴器各连接螺栓,各螺栓联结紧密,伸长值均符合要求,无松动现象。
汽轮发电机组轴瓦自激振动故障分析及处理发布时间:2021-07-31T08:13:09.406Z 来源:《电力设备》2021年第3期作者:杨贤赵冬云[导读] 本文结合汽轮发电机组轴瓦自激振动故障原因分析和处理措施,为其他机组类似故障的处理提供借鉴。
(黔东电力有限公司)摘要:现阶段,随着我国各个领域的飞速发展,带动了城市化建设的步伐逐步加快,同时,在汽轮发电机行业中,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。
本文就汽轮发电机组轴瓦自激振动故障原因分析及处理措施进行了具体阐述,为以后设备管理中遇到的同类问题提供参考。
关键词:汽轮发电机组;轴瓦自激振动故障;处理措施引言汽轮发电机组轴瓦自激振动是一种常见的振动故障形式,通常发生在机组升速、超速或带负荷过程中,振动机理可以简单概括为垂直于轴在轴瓦中径向偏移的切向力大于阻尼力时,轴在轴瓦中脱离平衡位置产生轴径涡动。
轴瓦自激振动一般分为半速涡动和油膜振荡,当机组转速小于转子一阶固有频率的2倍时,轴瓦自激振动称为半速涡动;当机组转速大于转子一阶固有频率的2倍时,轴瓦自激振动称为油膜振荡。
轴瓦自激振动的诱因主要轴径扰动大和轴瓦稳定性差,其中,轴径扰动大主要原因有转子热弯曲、转子永久弯曲或转子不对中等;轴瓦稳定性差主要原因有轴瓦顶隙过大、轴承型式稳定性差、轴瓦润滑油黏度高、轴瓦比压小、轴瓦长径比大、轴承座标高或承载变化等。
轴瓦自激振动的处理主要从消除过大的轴径扰动和提高轴承稳定性两方面入手,具体应根据振动分析诊断结果及现场实际情况制订处理措施。
本文结合汽轮发电机组轴瓦自激振动故障原因分析和处理措施,为其他机组类似故障的处理提供借鉴。
1关于汽轮发电机组的分析情况讨论在日常电力系统工作过程中,汽轮发电机为电力系统的正常工作保驾护航,因此,其正常运行对电力系统非常重要。
自激振动自激振动又称为负阻尼振动,也就是说由振动本身运动所产生的阻尼力非但不阻止运动,反而将进一步加剧这种振动,因此一旦有一个初始振动,不需要外界向振动系统输送能量,振动即能保持下去。
所以,这种振动与外界激励无关,完全是自己激励自己,故称为自激振动。
根据激发自激振动的外界扰动力的性质不同,又表现为不同的自激振动形式。
一.轴瓦自激振动所谓轴瓦自激振动,即轴颈和轴瓦润滑油膜之间发生的自激振动。
滑动轴承的润滑油膜自激振动是如何产生和得以保持的呢?首先分析一下油膜对轴颈的作用。
以圆筒瓦为例,当一个不承受荷载完全平衡的转子高速转动时,其轴颈中心应位于轴承的中心。
假设由于外界扰动使得轴颈中心偏离轴承中心产生一个小的位移,如图(笔记本中“轴瓦油膜自激振动示意图”)所示,偏离轴承中心的轴颈必然受到油膜的弹性恢复力的作用,这个弹性恢复力有迫使轴颈返回原位的趋势。
由于轴颈的偏移,油流产生的压力分布发生了变化:在小间隙的上游侧,油流从大间隙进入小间隙,故形成高压;下游侧,油流从小间隙流向大间隙,故压力较低。
这个压差的作用方向垂直于径向偏移线的切线方向,迫使转轴沿着垂直于径向偏移线方向(即切线方向)进行同向涡动,涡动方向和转动方向是一致的。
一旦发生涡动以后,转轴围绕平衡位置涡旋而产生的离心力又将进一步加大轴颈在轴承内的偏移量,从而进一步减小这个间隙,使小间隙上游和下游的压差更大,使转轴涡动的切向力更大。
如此周而复始,愈演愈烈,因而形成自激。
由于汽轮发电机轴承总是有载荷的,转轴也不可能绝对平衡,所以转轴中心不能和轴承中心重合,转轴中心也不可能静止地停留在一点上。
但油膜具有产生垂直于切向失稳力的本质并没有改变,同样会驱动转子作涡动运动。
当阻尼力大于切向失稳分力时,涡动是收敛的,轴颈中心会很快回复到原有的平衡位置;当切向分力大于阻尼力,涡动是扩散的,所以是不稳定的。
当切向分力和阻尼力相等时,介于以上两种情况之间,涡动轨迹为一封闭曲线。
汽轮机轴瓦振动分析及处理摘要:本文通过对某热电厂3号汽轮机组6#振动问题的研究,采取了调整轴瓦间隙、杨度,改变下瓦垫片调整载荷,并修刮下瓦形成楔形油馕的措施,完成了3号汽轮机平稳运行,并对后续解决6#轴瓦振动过大问题提出建议。
关键词:汽轮机;振动;轴承0 引言某热电厂3号汽轮机组为哈尔滨汽轮机厂首台LNCB型机组,投产以来多次发生由于轴承负荷分配不合理、机组膨胀不畅、SSS离合器激振、高中压进汽不匹配等问题导致的机组启动或运行异常,虽然经过大修的处理,但仍未能从根本上彻底一次根除。
3号机6瓦在2015年6月的首次机组大修前存在轴振异常,大修中更换了新瓦,并重新进行了负荷调整,振动趋于正常,但自2016年10月乌金磨损及瓦温突变的问题相继而来。
6瓦处在轴系末端,鞭梢效应明显。
最近的几次轴瓦调整,出现一个明显的问题,轴承负载调整小时会导致轴瓦轴振异常、稳定性差,轴承负载调整大时会导致乌金碾压堆积,达到一定程度时轴承温度异常升高、振动异常而被迫停机。
2016年10月后检查轴瓦发现6瓦轴颈磨损比较严重,在盘车和低转速未形成油膜的条件下容易造成乌金磨损,2016年10.28停机过程中的问题非常突出。
图1 某热电厂3号汽轮机组轴系布置图1 轴瓦振动原因分析某热电厂3号汽轮发电机组是哈汽集团为匹配GE公司两台9FB燃气轮机而设计生产的国内首台LNCB型机组。
机组投产以后3号机6#轴承发生多次振动过大及烧瓦事故,通过对6#轴承多次检修分析得出轴瓦振动主要原因有以下几点:1)3号汽轮机组轴承载荷设计值与实际工况下载荷分配存在较大偏差,高中压进气不匹配造成载荷分布不平衡引起振动;2)3号汽轮机组6#轴承处于机组远端,轴径较细轴瓦较小,支座与轴瓦刚度不足,机组产生振动时容易造成6#轴瓦处振动过大。
3)6#轴瓦与轴径接触面积较小,压力油量小且流动快,造成油膜较难形成及轴瓦温度冷却不足。
2 轴瓦振动处理措施综合讨论分析,对3号汽轮机组停机,检查3号机6瓦,间断盘车,揭上瓦瓦盖,揭上瓦上瓦乌金未见磨损,称重得实际载荷应为2130kg。
概述轴瓦自激振动是现场较常见的一种自激振动,它常常发生在机组启动升速过程中,特别是在超速时。
当转子转速升到某一值时,转子突然发生涡动使轴瓦振动增大,而且很快波及轴系各个轴瓦,使轴瓦失去稳定性,这个转速不失稳转速。
轴瓦失稳除与转速直接有关外,还与其他许多因素有关,因此轴瓦自激振动有时会在机组带负荷过程中发生中。
下面将详细讨论其振动机理、轴瓦自激振动故障原因、诊断方法和消除措第一节半速涡动和油膜振荡轴瓦自激振动一般分为半速涡动和油膜振荡两个过程。
转子工作转速在两倍转子第一临界转速以下所发生的轴瓦自激振动,称为半速涡动,因为这时自激振动频率近似为转子工作频率的一半。
这种振动由于没有与转子临界转速发生共振,因而振幅一般不大,现场大量机组实结果多为40-100μm。
转子工作转速高于两倍第一临界转速时所发生的轴瓦自激振动,称为油膜振荡,这时振动频率与转子第一临界转速接近,从而发生共振,所以转子表现为强烈的振荡。
这时转轴和轴承的振幅要比半速涡动大得多,目前已检测到的轴承最大振幅可达600-700μm。
这时要指出,油膜振荡是涡动转速接近转子第一临界转速而引起的共振,而不是与转子当时的转速发生共振,因此采用提高转速的办法是不能避开共振的。
进一步研究表明,轴瓦在不同载茶下的失稳转速有较大的差别。
图所示是轻载轴瓦,轴瓦失稳(半速涡动)在转子第一临界转速之前就发生,而且当转子转速达到两倍第一临界转速,就发生了油膜振荡。
图所示是中载轴瓦,轴瓦失稳(半速涡动)在第一临界转速之后才发生,在高于两倍第一临界转速的某一转速下才发生油膜振荡。
图所示是重载轴瓦,在油膜振荡之前没有发生半速劝,直到高于两倍第一临界转速较多时才发生油膜振荡,而且升速时发生油膜振荡的转速总比降速时油膜振荡消失的转速高,这种现象称为油膜振荡惯性效应。
第二节轴瓦自激振动的机理要了解轴瓦内油膜如何能维持轴瓦自激振动,就行分析油膜力对轴颈的作用。
为了简化起见,现以圆筒形轴瓦为例加以说明。
考虑一根没有受任何载荷,完全平衡的理想转轴。
在高速转动时,其轴颈中心应位于轴承中心一个小位移,则转轴在轴承中的位置在正中心,这时偏离轴承中心的轴颈必然要受油膜弹性恢复力的作用,这个弹性恢复力又有迫使轴颈返回原位置的趋势。
但是,由于轴颈的编移,油流所产生的压力分布发生了变化。
在小间隙的上游侧,被轴颈带动而高速流动的润滑油,从大间隙流往大间隙,压力降低,即油膜压对轴颈的径向偏移线是不对称的,上游侧的压力比下洲侧的压力高。
这个压差垂直于径向偏移线方向,它有迫使转轴沿着垂直于径向偏移线方向(切线方向)进行同向涡动的倾向。
当这个切向力超过各种阻尼力时,转轴就会脱离平衡位置而产生涡动,涡动方向与转动方向一致。
一旦发生涡动,整个转轴就围绕平衡位置涡旋,转轴将受到离心力作用。
这个因涡动而产生的离心力将加大轴颈在轴瓦内的偏移量,从而进一步减少这个小间隙,使得上游和下游之间的压差更大,造成切向力增大。
这又进一步推动轴颈涡动,周而复始,愈演愈烈形成自激。
很明显,轴承内的油膜和一般的机械弹簧不一样,当油膜在外界一个偶然的扰动下变形时,它除了产生一个沿着变形方向的弹性恢复力外,还将产生一个垂直变形方向的切向分力。
这个切向分力就是破坏轴颈在轴承内的稳定性,引起涡动的根源,一般称这个切向分力为失稳分力。
上述分析的是绝对平衡的无载荷轴的理想情况。
对于实际的汽轮发电机组的轴承来讲,总是有载荷的,因而轴颈不会处在轴承中心,转子也不会绝对平衡,所以轴颈中心不可能静止地停留在一点上,但是,油膜具有产生一垂直于变形方向的切向失稳分力的本质没有变。
所以,对于轴颈在外界偶然扰动下所发生的任一偏移,轴承油膜除了产生沿偏移方向的弹性恢复力保持和外界载荷平衡外,仍然要产生一个垂直于偏移方向的第三节轴瓦自激振动的原因在早先的振动原因诊断中,当做出振动原因是轴瓦自激振动诊断之后,诊断就此结束。
消除振动措施几乎都是从增加轴瓦稳定性着手。
这样做一般都是有效的,但是对于有些机组,特别是在同型机组中,有些有效,有些则无效,这就引起了人们的注意,从而着手研究轴与自激振动的原因。
进一步研究发现,增加轴瓦稳定性未能消除轴瓦自激振动的主要原因是由于轴颈在轴瓦内存在着较大的扰动。
这与普通强迫振动中轴承座动刚度和扰动力的关系一样,当扰动力较大时,只采取增加轴承座动刚度措施,效果不会显著。
所以轴瓦自激振动总的来有轴颈扰动过大和轴瓦稳定性差两个原因。
3.1 轴颈扰动过大这时所说的轴颈扰动过大,不是指转子暂态瞬间产生的扰动,而是指稳定的扰动,进一步说是指轴颈与轴瓦之间的相对振动。
简称转轴振动。
从许多机组观察到,转轴振动过大确实是引起轴瓦自激振动的重要原因之一。
一些机组实测结果表明,在一般圆筒形、椭圆形和三油楔轴瓦上,当转轴振动超过轴瓦正常顶隙的1/2时,很容易引起轴瓦自激振动。
引起转轴振动过大的原因有:1.转子热弯曲运行的汽轮机、发电机转子产生热弯曲是较为常见的一种振动故障。
当机组有功负荷时,突然发生轴瓦自激振动,而且与机组有功负荷或励磁电流有着一定的对应关系(再现性不好),这种现象大部分是由于转子发生热弯曲所致。
转子在运行状态下会因种种原因发生热弯曲,当转子热弯曲轴向对称时,在工作转速下对轴承振动的影响很小。
当然,实际转子的热弯曲大部分不是完全轴向对称的,因此在工作转速下测量轴承振动与有功负荷或励磁电流的关系,也能发现转子是否存在热弯曲。
不论是轴向对称还是不对称的转子热弯曲,都会使转轴振动明显增大,在这种情况下,若不降低转轴振动,而只从增加轴瓦稳定性着手消除轴瓦自激振动,虽然短时间内会有效,但运行一段时间(几周或1-2个月)之后,会引起轴瓦乌金碾轧或龟裂,所以有些机组的轴瓦虽经多次修理,但轴瓦自激振动却一直不能获得根治。
这种故障只要通过测量转轴振动即能查明;若无条件测量转轴振动,则通过对振动与有功负荷、励磁电流关系的分析,也能诊断出转子是否热弯曲,具体诊断方法见本章第八节。
2.转子永久弯曲转子永久弯曲与热弯曲一样,除了产生质量不平衡外,还会引起转轴过大轴仍然存在较大振动。
弯曲转子质量不平衡引起过大振动,通过转子平衡可以获得改善,但是转轴仍然存在较大振动。
这种故障通过在静态下测量转子弯曲值,或在盘车转速下采用大轴弯曲指示器测量转轴晃摆值即能查明。
3.轴承座动刚度过大从减少轴瓦振动角度来看,希望承座动刚度愈大愈好,但是这会引起转轴相对振动的增大,对轴瓦稳定运行不利。
因此对于一些转子质量较小的汽轮机高压转子来说,其轴承座动刚度往往显得过高,在较大的不平衡力作用下,轴承动虽然不大,但转轴存在因过大的振动而激起轴瓦自激振动的趋势,例如国内运行的苏制BIIT-50-2高压转子,近几年先后发生了多起轴瓦半速涡动,原因是转轴振动过大(300-600μm)。
在未发生轴瓦半速涡动时,轴承振动一般小于30μm。
消除这种半速涡动,开始只采取增加轴瓦稳定性的措施,当时虽然奏效,但运行1-2个月后,上瓦发生了损坏(龟裂)。
后来通过调整转子平衡减少了转轴振动,在不更动轴瓦的情况下,半速涡动获得了消除,经4-5a连续运行,轴瓦工作一直正常。
4.转子对中不好这时所说的转子对中不好是指采用固定式联轴器连接的转子同心度和平直度偏差,这种故障引起转轴振动过大的道理和转子永久弯曲及热弯曲的道理一样,它是引起轴颈扰动过大的常见故障之一。
3.2 轴瓦稳定性差影响轴瓦稳定性因素较多,它涉及轴瓦设计、制造、检修和运行等方面。
下面要只是针对轴瓦在现场使用中可能出现的影响轴瓦稳定性的故障原因。
1.轴瓦顶隙过大在轴瓦稳定性计算中,不论是圆筒瓦、椭圆瓦还是三油楔瓦,随着轴瓦半径间隙的增大,稳定性将增高。
但根据运行经验来看却并非如此,这三种轴瓦过大的顶隙都会显著降低轴瓦稳定性,特别是转轴振动较时,更容易引起轴瓦失稳。
过大的轴瓦顶隙使轴瓦稳定性降低的机理比较复杂,但有一点可以肯定,这三种轴瓦过大的顶隙会显著减少上瓦的油膜力,即降低了轴瓦的预载荷,使轴瓦偏心降低,稳定性下降。
2.轴瓦形式目前现场使用的有圆筒瓦、椭圆瓦、三油楔瓦和可倾瓦,前两作轴瓦在现场使用已有较长的历史,而且积累了较丰富的使用经验。
从稳定性来说,椭圆瓦好,因此在现场发生轴瓦自激振动时,首先是将圆筒形改成椭圆瓦。
实践证明,效果良好。
目前国内可倾瓦只是局限在进口和引进型的机组上使用。
三油楔轴瓦近十年开始在国内使用,但早期这些轴瓦在发电机转子早使用后,几乎所有的机组都发生了油膜振荡,通过多次减少长径比(L/D)后,轴瓦稳定性虽有改善,但其稳定性余度仍不能满足机组运行的要求,因此就200MW机组来说,最近仍有约20%的机组在现场发生了油膜振荡。
三油楔轴瓦的静态试验证明,其静态稳定性较椭圆瓦好,但动态稳定性目前尚缺乏实验数据。
由于油膜刚度和阻尼系数目前还不能取准,因此理论计算求得的失稳转速与实际有较大出入。
据国外资料介绍,使用在汽轮发电机组上稳定性最好的是可倾瓦、本油叶瓦,其次是椭圆瓦、再次是三油楔瓦,最后是圆筒瓦。
从国内这几种轴瓦的使用情况来看,这种排列次序与实际情况是符合的。
3.润滑油黏度影响润滑油黏度的因素有油质、油的牌号和油温。
随着油黏度的提高,轴瓦稳定性会降低。
影响油质的因素主要是油中含水和劣化,这些因素会都使油的黏度降低。
目前国内使用的汽轮油有32号和46号两种,前者黏度小于后者,目前200、300MW机组全都使用号汽轮机油。
国内也有因错用油而发卫油膜振荡的例子。
“电力工业管理法规”规定轴瓦正常的入口油温为35-45度。
由于入口油温过低而发生轴瓦自激振动在现场较为常见,尤其是在冬季启动。
消除油膜振荡的一个简单措施是提高轴瓦入口油温,因此目前有些机组轴瓦入口油温已提高到50度。
但是油温过高会加速油质劣化,而且由于乌金温度升高,轴瓦安全运行的余量减少。
4.比压提高比压,可以提高轴瓦稳定性,但不是成简单的正比关系。
目前大机组轴瓦比压一般为1.2-1.6Mpa,而200、300MW发电机轴承比压已提高到1.7-1.9Mpa。
过高的比压会使轴瓦乌金温度升高并加速磨损。
5.长径比减少长径比可以提高轴瓦稳定性。
在一定的轴颈直径下,减少轴瓦长度,一方面使比压提高,从而持高轴瓦稳定性;另一方面使下瓦油膜力减少,轴瓦偏心率增大,稳定性提高。
一般圆筒形瓦和椭圆瓦长比为0.8-1.1,有时为了提高轴瓦稳定性,将长径比减少至0.6-0.7。
例如前几年国产200MW机组因采用三油楔瓦,为了消除油膜振荡,将其长径比由0.85减至0.6。
从多台机组长径比减少后的实践效果来看,瓦失稳转速只提高了200-300r/min.6.轴承座标的变化本章第四节指出是,在机组冷态和运行状态下轴系的各轴承座特别是汽轮机轴承座的标高将发生较大化,尽管在冷态下各轴瓦载荷分配合理,但在运行状态下轴系中某几个轴瓦载荷可能过低,使其比压太小而失稳。