汽轮机蒸汽激振培训教材
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目录•振动基础知识•汽机振动原理•汽机振动故障诊断与预防•汽机振动控制技术•实际案例分析与操作实践•总结与展望振动基础知识定义:振动是指物体在平衡位置附近作往复运动的现象。
分类自由振动:无外力作用,仅由系统内部初始条件引起的振动。
受迫振动:由外部周期性激振力引起的振动。
自激振动:由系统内部非线性因素产生的、自身激励的振动。
振动的定义与分类阻尼振动由于摩擦、空气阻力等外部因素导致振幅逐渐减小的振动。
分为过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种类型。
简谐振动物体在一条直线上作往复运动,且运动规律符合正弦或余弦函数的振动。
具有特定振幅、频率和初相位。
简谐振动与阻尼振动01测量方法02位移测量:使用位移传感器直接测量物体相对于平衡位置的位移。
03速度测量:通过测量物体表面的多普勒效应或磁电感应原理,间接得到物体振动速度。
振动的测量与评估•加速度测量:利用压电效应或电容变化原理,测量物体振动的加速度。
振动的测量与评估01评估参数02振幅:振动过程中物体偏离平衡位置的最大距离,反映振动的强度。
频率:单位时间内振动的次数,与振动物体的固有属性有关。
02通过对以上内容的学习和理解,可以更好地掌握汽机振动的基本知识,为后续深入学习和实践打下基础。
相位:描述振动波形相对于参考点的位置,用于分析多个振动源的相互关系。
汽机振动原理汽机振动产生的原因不平衡力作用01由于汽机转子在运转过程中的不平衡力作用,导致汽机产生振动。
这种不平衡力可能来源于转子自身的质量不平衡,也可能是由于运转过程中其他部件的不均匀磨损或松动引起的。
气流激振02在汽轮机中,高速气流通过叶片时会产生激振力,引起汽机振动。
气流激振的大小和频率与气流速度、叶片形状以及汽机负荷等因素密切相关。
轴承损坏03轴承是支撑汽机转子的重要部件,一旦轴承损坏或磨损严重,就会导致汽机振动。
轴承损坏的原因可能是润滑不良、过载、疲劳等。
01损坏设备汽机振动过大可能导致设备损坏,如轴承磨损、密封件破损、叶片断裂等,严重影响汽机的正常运行。
汽机振动培训资料(一)引言:汽机振动是现代汽轮机运行中常见的问题,不仅会对汽机的安全和运行稳定性造成影响,还会加速设备磨损,降低设备寿命。
因此,对汽机振动进行专业培训是非常重要的,本文档将为读者提供汽机振动培训资料。
正文:一、汽机振动的基础知识1.1 汽机振动的定义和分类1.1.1 汽机振动的定义1.1.2 汽机振动的分类1.2 汽机振动原理及其影响因素1.2.1 汽机振动的原理1.2.2 影响汽机振动的因素1.3 汽机振动监测与评估1.3.1 汽机振动监测的目的和方法1.3.2 汽机振动评估的指标和标准二、汽机振动的诊断和分析2.1 汽机振动诊断的方法和步骤2.1.1 汽机振动诊断的方法2.1.2 汽机振动诊断的步骤2.2 汽机振动分析的技术和工具 2.2.1 汽机振动分析的技术2.2.2 汽机振动分析的工具2.3 汽机振动诊断案例分析2.3.1 汽机振动诊断案例一2.3.2 汽机振动诊断案例二三、汽机振动的预防和控制3.1 汽机振动的预防措施3.1.1 设备选择与安装3.1.2 设备维护与保养3.2 汽机振动的控制方法3.2.1 动平衡技术3.2.2 涡轮叶片修补和调整3.3 汽机振动控制案例分析3.3.1 汽机振动控制案例一3.3.2 汽机振动控制案例二四、汽机振动的应急处理4.1 汽机振动的预警与应急处理 4.1.1 汽机振动的预警信号4.1.2 汽机振动的应急处理方法4.2 汽机振动的维修与改进4.2.1 汽机振动维修的原则4.2.2 汽机振动改进的措施五、汽机振动培训总结5.1 汽机振动培训的目的和重要性5.2 汽机振动培训的成果和反馈5.3 汽机振动培训的展望结论:通过本文档的阐述,读者可以全面了解汽机振动的基础知识,学习汽机振动的诊断和分析方法,掌握汽机振动的预防和控制技巧,熟悉汽机振动的应急处理策略。
同时,本文档还总结了汽机振动培训的目的和重要性,对未来的汽机振动培训提供了展望。
技术讲课教案**人:**技术职称(或技能等级):高级工程师所在岗位:设备部经理助理讲课时间:培训题目:大型汽轮机的汽流激振的特征分析与处理培训目的:1、通过学习了解自激振动的概念。
2、通过学习,掌握汽流激振与油膜涡动的概念。
3、通过学习,掌握汽流激振力的影响因素4、通过学习,掌握汽流激振的振动特征以及与油膜涡动振动特征的区别。
5、通过实例的学习,了解日常工作中汽流激振的故障判断以及应对处理措施。
内容摘要:1、自激振动的概念2、汽流激振与油膜涡动的概念3、汽流激振的振动特征及与油膜涡动振动特征的区别。
4、汽流激振力的产生的条件及顺序阀下的诱发因素5、汽流激振的故障判断实例。
大型汽轮机的汽流激振的特征分析与处理培训教案:1、自激振动的概念1.1 自激振动的特点具有突发性、低频振动、危害性大的特点,与机组转子质量不平衡等无直接的关系,通常与机组所带的负荷有关,主要产生于大容量高参数机组的高压和高中压转子上。
1.2 自激振动自激振动是振动体自身所激励的振动,由机组内部的力激发起来的。
维持自激振动的能量来源于系统本身运动中获取的能量。
系统一旦失稳,振幅将随时间迅速发散(线性系统) 或呈极限轨迹(非线性系统)。
2、汽流激振与油膜涡动2.1、油膜涡动由油膜力激发的振动,当正常运行条件的改变(如倾角和偏心率) 引起油楔“推动”转轴在轴承中运动,在旋转方向产生的不稳定力会使转子发生涡动(或正向进动),出现较大的不稳定振动。
油膜不稳定涡动一般是由于过大的轴承磨损或间隙、不合适的轴承设计、润滑油参数的改变等因素引起的。
2.2、汽流激振2.2.1、叶顶间隙汽流激振力:(1)叶轮在偏心位置时,由于叶顶间隙沿圆周方向不同,蒸汽在不同间隙位置处的泄漏量不均匀,使得作用在叶轮沿圆周向的切向力不相等,就会产生一作用于叶轮中心的横向力(合力) ,也称为间隙激振力。
该横向力趋向于使转子产生自激振动。
在1个振动周期内,当系统阻尼消耗的能量小于该横向力所做的功,这种振动就会被激发起来。
目录第二章振动故障诊断第一节机组振动故障诊断的思路和方法第二节机组振动分类第三节振幅与激振力和支承动刚度的关系第四节稳定普通强迫振动《汽轮发电机组振动及事故》施维新著第二章振动故障诊断振动故障诊断这一名称国外早在40多年前就已提出,但由于当时测试技术和振动故障特征知识的不足,所以这项技术在70年代前未有明显发展。
我国提出振动故障诊断也有20多年的历史,由于国内机组振动的特殊性,因而在振动故障诊断方法,故障机理研究方面,具有独特的见解,经过40多年现场故障诊断的实践,在机组振动故障特征方面我们积累了丰富的知识,已扭转了振动故障原因难于查明的局面。
故障诊断从目的来分,可分为在线诊断和离线诊断,前者是对运行状态下的机组振动故障原因作出粗线条的诊断,以便运行人员作出纠正性操作,防止事故扩大,因此诊断时间上要求很紧迫,目前采用计算机实现,故又称自动诊断系统。
系统的核心是专家经验,但是如何将分散的专家经验系统化和条理化,变成计算机的语言,是目前国内外许多专家正在研究的一个问题,因此不能将这种诊断系统误解为能替代振动专家,即使将来,也是振动专家设计和制造诊断系统,为缺乏振动知识和经验的运行人员服务,而不是替代振动专家的作用。
离线诊断是为了消除振动故障而进行的诊断,这种诊断在时间要求上不那么紧迫,可以将振动信号、数据拿出现场,进行仔细地分析,讨论或模拟试验,因此称它为离线诊断。
在故障诊断深入程度上要比在线诊断具体得多,因此难度大,本章要讨论的是离线故障诊断技术。
第一节机组振动故障诊断的思路和方法2.1.1直观寻找振动故障2.1.1.1振动故障直观可见性由于是采用肉眼或一般的测量直观去寻找,因此能找到的振动故障必然是直观可见的故障,例如轴承座松动、台板接触不好、转子上存在自由活动部件等,对于直观不能发现的故障,例如转子不平衡,系统共振,汽轮发电机转子存在热弯曲等故障,即使多次寻找,也无法查明。
2.1.1.2发现故障的偶然性即使对于直观可见的故障,也不是通过1—2次解体检查就能发现的,这是由于寻找本身带有较大的盲目性,因此能发现故障往往带有较大的偶然性,例如某厂一台国产100MW机组,新机启动发生发生2、3瓦振动大,经两次揭缸检查,都未能找到故障原因,而且经多次启停观察振动,都不能解说其故障原因,正在一筹莫展之际,一个运行人员无意间用听棒在2、3瓦之间听到异音,再次揭缸才发现高压转子4公斤重的中心孔堵头脱落掉在波形节联轴器内。
前言为加强运行人员的技术培训,早日给以后机组的平安稳定运行奠定一个良好的理论根底,特编写该培训教材。
本书主要依据?汽轮机设备?、?电力安规?、?设备说明书及技术标准?等资料,内容主要包括汽机方面的各个主要系统、机组起停及运行维护、主要试验等。
因水平有限,并且受到资料欠缺的限制,尽管我们作了较大努力,但肯定存在不少谬误,万望大家批评并斧正。
编者2002.2.06目录第一章循环水系统第二章开式水系统第三章闭式水系统给水系统及泵组运行第四章凝结水系统第五章给水系统及泵组运行第六章辅汽系统第七章轴封汽系统第八章真空系统第九章主、再热蒸汽及旁路系统第十章汽轮机供油系统〔润滑油、EH油〕第十一章发电机氢气系统第十二章发电机密封油系统第十三章发电机定子冷却水系统第十四章DEH操作说明第十五章汽轮机的启停第十六章汽轮机快速冷却装置第十七章汽机试验第一章循环水系统一、系统概述循环水系统在全厂各种运行条件下连续供给冷却水至凝汽器,以带走主机及给水泵小汽轮机所排放的热量。
循环水系统并向开式冷却水系统及水力冲灰系统供水。
补给水系统向循环水系统中的冷却水塔水池供水,以补充冷却塔运行中蒸发、风吹及排污之损失。
在电厂运行期间循环水系统必须连续的运行。
该系统配置有自动加氯系统,以抑制系统中微生物的形成。
补充水系统采用弱酸处理,使循环水系统最大浓缩倍率控制在5.5倍左右。
为维持循环水系统的水质,系统的排污水局部从冷却塔水池排放,局部从凝汽器到冷却塔出水管上排放供除灰渣系统,有补充水系统补充循环水系统中的水量损失。
凝汽器冷却水量按夏季凝汽量时冷却倍率为55倍计算。
夏季工况时主机排汽量A()T/H。
小机排汽量191.4T/H,那么凝汽器冷却水量为〔A+B〕*55=78000T/H二.循环水塔:我厂每台汽轮发电机组,配一座自然通风双曲线型冷水塔;安装三台循环水泵;一条循环水压力进、水管道。
冷却塔名称淋水面积为8500m2,实际淋水面积8240 m2,采用单竖井虹吸配水。
汽轮机蒸汽激振培训教材
随着汽轮机蒸汽参数的提高,高压缸进汽密度大、流速高,增大了作用在高压转子的激振力。
这将使得轴系稳定性降
低,严重时会诱发高压转子失稳,产生很大的低频振动。
由
于蒸汽激振力近似地正比于机组的出力,因此,蒸汽激振引
起的不稳定振动就成为限制超临界压力机组出力的重要因
素。
蒸汽激振机理
汽轮机蒸汽激振力通常来自三个方面:
A、第一是叶顶间隙激振力。
当汽轮机叶轮在偏心位置时,由于叶顶间隙沿圆周方向不同,蒸汽在不同间隙位置处的泄露量不均匀,使得作用在各个
位置叶轮的圆周切向力不
同,就会产生作用于叶轮中心的横向力,称为间隙激振力。
该横向力垂直于叶轮中心偏移方向,趋向于使转子产生自激
振动。
在一个振动周期内,当系统阻尼消耗的能量小于横向
力所作的功,这种振动就会被激发起来。
叶顶间隙激振力大
小与叶轮的级功率成正比,与动叶的平均节径、高度和工作
转速成反比。
因而,间隙激振容易发生在汽机大功率区段及
叶轮直径较小和短叶片的转子上。
对于带有围带汽封的动叶,通过围带汽封蒸汽的不均匀流动会形成不对称的压力分布,会产生附加的蒸汽激振力,此
时总的蒸汽激振力要大于上述的间隙激振力;特别是对于反
动度较小的汽轮机,二者的差异更大。
该附加力的大小与围
带汽封的径向间隙成反比,与叶轮前后压差、围带宽度、围
带半径成正比,而叶轮轴向间隙的减小在一定程度上可降低
蒸气激振的影响。
所以,适当放大汽封片的径向间隙、缩小
叶轮轴向间隙可以减小该流体激振力。
B、第二是密封流体力
由于转子的动态偏心,引起轴封和隔板汽封腔室中蒸汽压
力分布的不均匀,其结果产生一垂直于转子偏移方向的合
力。
与前者一样,该切向力使转子运动趋于不稳定。
C、第三是作用在转子上的静态蒸汽力
由于高压缸进汽方式的影响,高压蒸汽产生作用于转子的
蒸汽压力,它一方面可影响轴颈在轴承中的位置,改变轴承
的动力特性而造成转子运动失稳,另一方面使转子在汽缸中
的径向位置发生变化,引起通流部分间隙的变化。
在喷嘴调节汽轮机中该蒸汽力是由于部分进汽引起的,调节级喷嘴
进汽的非对称性,引起不对称的蒸汽力作用在转子上,在某
个工况其合力可能是一个向上抬起转子的力,从而减少了轴
承比压,导致轴瓦稳定性降低,此力的大小和方向与机组运
行中各调门的开启顺序,开度和各调门喷嘴数量有关。
蒸汽激振的振动特征
一般情况下,蒸汽激振出现在机组并网之后、负荷逐渐增
加的过程中,其主要特点是振动对负荷很敏感,且一般发生
在较高负荷区段。
突发性振动通常有一个门槛负荷,超过此
负荷,立即激发蒸汽激振,而当负荷降低至某一数值时,振动即能恢复。
蒸汽激振产生的自激振动为转子的正向进动,与轴承油膜涡动不稳定不同,蒸汽激振产生的低频振动的频率与工作转
速无关,发生严重蒸汽激振时的振动频率通常与转子第一临
界转速所对应的频率相吻合,但在绝大多数情况下振动成分
以接近工作转速一半的频率分量为主。
此外,由于实际蒸汽
力和轴承油膜力的非线性特性,有时该振动也会呈现其它一
些谐波频率分量。
蒸汽激振对轴系振动稳定性的影响
由于超临界压力汽轮机在运行中容易诱发蒸汽激振,所以在其轴系设计中必须对振动稳定性进行评判。
对数衰减率是
评价轴系振动稳定性的一个重要指标,其定义为轴系受到某
种干扰力的作用后振动幅值随时间的变化。
若振动幅值随时
间延长而增大,则振动是发散的,轴系振动不稳定,若振动
幅值随时间延长而减小,则振动是收敛的,轴系振动稳定。
传统上人们仅从润滑轴承对转子系统动特性的影响方面来
考虑轴系振动的稳定性,而对于超临界压力机组轴系振动稳
定性分析计算必须考虑汽流激振力的影响。
超临界压力汽轮机蒸汽激振的防范
减小超临界压力汽轮机蒸汽激振原则上一般应从加大转
子刚度、增大系统阻尼和减小汽流激振力三方面着手。
(1)增加转子刚度通常是缩短轴承间距离,提高转子的临
界转速。
(2)增大阻尼的办法包括:A、采用阻尼和刚度不对称性更
好的轴承,如利用可倾瓦轴承;B、改变轴承几何形状,如减小轴承长径比;C、增大轴承预载,如上抬标高,来增大
轴承比压;D、改变轴承间隙,如减小轴承顶隙;E、提高润滑油温。
(3)减小蒸汽激振力的办法包括:A、适当增大叶顶汽封的径向间隙、减小其轴向间隙;B、调整转子在汽缸中的位置使圆周方向的动静间隙尽量均匀;C、改变汽封结构和汽封
布置。
在叶顶汽封和端部汽封间隙等处安装止涡装置或逆转
向注入流体,利用该装置或流体的反涡旋干扰间隙内工作介
质的周向流动,以减小其产生的汽流力;D、改变进汽调门的开启顺序或开启重叠度。
机组的运行模式有时对蒸汽激振的发生和振动幅值大小
有较大的影响。
在运行中应认真观察调门开启或关闭顺序对
高压转子突发性低频振动影响,尽量避免在某一不利工况点
停留。
在运行操作中,应防止高压后汽封大量漏气造成高压
后轴承座标高抬高太多引起高中压前轴承失稳。
润滑油温对轴系稳定性以及转子动态响应有一定的影响,
当汽轮机在高负荷工况下出现汽流激振时,可通过适当调整润滑油温,观察润滑油温与机组振动响应之间的关系,将润滑油温稳定在低频振动幅值较小的参数上,减小低频振动对轴系以及支撑轴瓦的损害。