大机组振动原因分析与处理
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水轮发电机组振动原因和处理措施分析水轮发电机组振动会让水轮发电机组正常运行产生问题,会让水轮机组出现故障。
本文首先对水轮发电机组振动带来危害作出简要阐述,然后对水轮发电机组振动原因进行分析,之后结合笔者在新庄水电站工作的实际情况,提出几点水轮发电机组振动处理措施,希望可以对业内起到一定参考作用。
标签:水轮发电机组;振动原因;处理措施前言:在水电站中,水轮发电机组的安全运行可以保证水电站经济效益,如果水轮发电机组因为振动出现故障情况,那么就会对水轮发电机组运行平稳性与发电效益造成不利影响。
水力原因、机械原因与电气原因均有可能导致水轮发电机组出现振动情况,进而产生运行故障。
一、水轮发电机组振动带来危害在水电站中,水轮机占有核心地位,水轮机组可以转化水势能为机械能,在水电厂中,水轮发电机组的安全运行可以保证其供电安全性、供电优质性和供电经济性,这和电网运行的稳定性、安全性具有直接关系,这对于水电厂的社会效益与经济效益具有决定作用。
在水轮机组的运行中,水力原因、机械原因与电气原因均会造成水轮发电机组振动情况,据统计,现阶段,水轮发电机组大约有80%事故与故障和振动有关。
水轮发电机振动会带来五点主要危害:(1)會让机组零部件出现疲劳损坏区,该区主要出现在金属和焊缝之间,长期运行会让损害程度加重,可能会有裂缝出现,导致机组报废;(2)发电机组部分紧固部件会出现松动甚至断裂情况,会让连接部件出现振动情况,减少其使用寿命;(3)水轮发电机振动会让机组旋转部分磨损程度加剧;(4)水轮机组共振会对厂房以及多种设备造成影响;(5)水轮机组振动会让尾水管中形成涡流脉动压力,此压力可能会让水管壁开裂,可能会对尾水设备正常使用造成影响。
二、水轮发电机组振动原因(一)水力原因在水力方面,水轮发电机组振动的主要原因是水轮机会受到动力水压的干扰,这种水力原因往往是具有较大随机性、很难进行控制的。
如果水轮机处于非设计环境工作,或是处于过度运行状态,那么由于不理想水流状况,机组部分组件会产生振动加速,出现断裂情况。
某电厂一次风机振动大原因分析及处理摘要:平顶山发电分公司自投产以来一次风机就存在无规律振动现象,多次因振动大跳闸引起机组RB,严重威胁机组安全运行。
本文以平顶山发电分公司1000MW机组为例,从运行调整与设备缺陷两个方面对引起一次风机振动大的故障原因进行分析。
关键词:风机振动;精细调整;机壳强度;CFD分析;风道前言:动叶可调轴流式风机因其径向尺寸小、质量轻、流量大且调节范围广、高效率工作区宽调节性能好等诸多优点,逐渐成为大型火电机组送风机、引风机和一次风机的主流风机型式1。
但由于轴流式风机具有驼峰型性能曲线,加上机组调峰运行、工况变化频繁,运行条件恶略等因素、特别是一次风机时常发生风机振动大跳闸现象,对机组的安全性和经济性都产生了较大影响。
1、设备系统简介:国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司一期工程安装2×1000MW超超临界汽轮发电机组,锅炉为东方锅炉厂制造的DG3000/26.15-Ⅱ1型超超临界参数、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲燃烧方式,Π型锅炉。
#1、#2锅炉共配备4台由成都电力机械厂生产的双级动叶可调轴流一次风机,风机型号:GU23838-22。
一次风机布置在锅炉后部零米,一次风道在一次风机出口挡板后分成两路:一路进入空气预热器和烟气进行热交换后,汇入热一次风母管;另一路不经过空气预热器进入冷一次风母管,经热、冷风母管分配为各热、冷风支管,经隔绝插板、调节挡板后,汇流成混合风进入磨煤机,携带并加热磨煤机磨制的合格煤粉进入炉膛参与锅炉燃烧。
2、一次风机振动大的原因分析针对一次风机振动的情况,我们加强对风机的运行监视,努力查找引起风机振动的原因,并结合该风机的现场实际运行情况,主要从运行和设备缺陷两个大方面对风机振动原因进行分析。
风道系统中,气流压力脉动与扰动会造成气流流态不良,在风道中会出现局部或气流相互干扰、碰撞而引起气流的压力脉动,压力波常常没有规律,振动随流量的增加而增大2。
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。
机械化工 发电厂中机组常见的振动原因及分析王时威(内蒙古华能兴安热电有限责任公司,内蒙古 乌兰浩特 137400)摘要:机组运行中经常出现振动超标现象,可进行转速试验、负荷试验、真空试验、轴承油膜试验、外特性实验、励磁电流试验等找到好的解决办法。
关键词:汽轮机;振动;试验现在大功率汽轮机发电机组,是一种结构复杂的高速动力机械。
机组产生振动的情况是复杂的,引起的原因也是各种各样的,下面就电厂运行中机组经常出现振动现象的原因进行分析,并进行一些相关试验,找到好的解决办法。
1 转速试验(1)转速试验的目的:是判别振动是否由于转子偏心所引起,并且可以找出机组的共振转速和工作转速接近的程度,检查和轴承座相连的支撑系统(包括基础、管道)是否存在共振现象。
(2)转子上质量不平衡引起的振动频率和转速是一致的,波形是正弦波,相位单一而稳定,径向振幅较大,这是最常见的振动原因。
如果波形不是标准的正弦波,而是含有多种频率但主要波形频率和转速相符,振动原因往往还是质量不平衡。
有时平衡了主波表示的振动后,其他频率的谐波分量也相应减少。
(3)对于刚性转子,质量不平衡产生的离心力和转速平方成正比。
但是由于转轴在离心力作用下会变形,振动和转速的平方不完全符合正比关系,然而还是能够看出变化的趋势。
(4)转子中心不正是指二转子的靠背轮有开口差,然而只要靠背轮止口不是很松,拧紧靠背轮螺丝后转子将自然同心,如果止口很松或没有止口,接上以后两个转子是偏心的;另一种是靠背轮平面瓢偏,连接以后,转子另一端会发生摇头(晃度)。
这后两种情况都会产生振动,然而瓢偏的影响较大,检修时要尽量减少和避免。
(5)轴承中心标高不在同一高度,并不影响转轴中心线的同心度,只会影响轴承上负载分配,或使转轴的临界转速偏移。
对于小型机组,一般问题不大。
但大型机组轴瓦上的比压的变化有时会引起振动增大。
因此,大型机组常在冷态下将轴承中心高度预作调整,以保证热态下比压达到设计值。
600MW机组异常振动原因分析及处理措施中图分类号:tv212摘要:汽轮发电机组振动的原因很多,振动的大小在一定程度上不仅影响到机组的经济性,而且直接关系到机组的安全、稳定运行。
文章就某发电厂600mw机组异常振动增大的原因诊断及处理措施进行了分析,提出测量油挡间隙,重新调整油挡间隙至标准范围的方案。
关键词:600mw机组异常振动处理措施1.机组概况某发电厂一期工程#2机组汽轮机是国产引进型600mw亚临界,本机组为四缸、四排汽、单轴凝汽式汽轮机。
汽轮机中轴承箱位于高压缸和中压缸之间,在其中装有2号和3号径向轴承,分别支承高压转子及中压转子。
2 号和3 号轴承振动探头分别安装在中轴承箱两端,x、y方向振动探头与水平方向成45°。
2 机组振动异常变化过程该厂#2机组单阀运行时,根据相关数据记录,机组轴承振动值良好,按照节能运行要求,#2机组进行单阀切顺序阀操作,机组负荷450 mw,主汽压力为14.4 mpa,阀切换顺序为1/4-3-2,2号轴承x方向轴振从0.083 mm 上升至0.215mm,y方向轴振从0.091mm 上升至0.238 mm,2号轴承复合振动从0.062 mm上升至0.168mm。
振动突变时,2号轴承x方向间隙电压减小1.1v,y方向间隙电压增大1.1 v(表1),按照振动传感器输出电压与间隙值的转换关系,1 mm间隙对应8 v电压,故在x 方向,转轴表面与探头距离减小0.138mm,y方向,转轴表面与探头距离增大0.138 mm,由于x、y 方向振动探头安装位置与水平方向的夹角均为45,根据矢量合成可得,轴心位移量l=(0.1382+0.1382)1/2=0.195 mm,轴心位移方向水平向右。
为了在不停机的条件下解决2号轴承在阀切换时振动大的问题,经过咨询技术人员以及借鉴同类型机组阀切换的经验,尝试改变阀切换顺序以降低2号轴承振动。
该厂#2机组原采用的阀序为对冲进汽方式,高压调速汽门1、4阀同时开启,再开启3阀,最后开启2阀,即阀切换顺序为1/4-3-2,由于采用阀序1/4-3-2 会使2号轴承振动突升,尝试采用上海汽轮机厂提供的上半周进汽的阀切换方式:3/4-1-2 阀序(图1),机组负荷400 mw,主汽压力为14.1 mpa,2号轴承x 方向轴振从0.093 mm上升至0.201 mm,y 方向轴振从0.100 mm 上升至0.288 mm,复合振动从0.070 mm 上升至0.190 mm,阀切换过程中,2号轴承振动异常增大,阀切换操作没有顺利完成。
发电机振动原因分析及处理过程对运行中振动跟踪结果进行分析,得出以下结论1)发电机内氢气温度对励磁机振动的影响特别敏感,振动大小随着氢气温度的变化而变化2)机组无功负荷的变化,对励磁机振动的影响也较大。
2机组的无功负荷一般只保持在30Mvar 左右,无功负荷升高后励磁机的振动明显增大。
运行一段时间后,励磁机的外部振动再次达到0.11mm左右。
根据现场的实际情况,于2004年3月16日停机小修,再次对励磁机振动进行处理。
励磁机揭盖检查后在其端部增加平衡块75g,发电机7、8振动分别降至0.012mm至0.016mm,通过配重后调整氢气温度和无功负荷,运行不久以后励磁机部位的振动值又上升到了0.13mm,发电机组在振动超标的情况下维持运行。
32机组B级检修中对励磁机振动的分析及处理3.1振动影响着整个汽轮发电机的安全可靠运行,而且超过允许值的振动将带来许多危害,大致可以分析为以下几个方面:1)引起动、静部分磨擦,并且加速这些部件的磨损,产生偏磨。
2)使某些部件产生过大的动应力、导致疲劳损坏,其中以轴瓦钨金碎裂及烧损轴瓦居多。
3)使汽封、油封间隙加大而降低机组热效率。
4)引起某些坚固件的断裂和松脱,如轴承座地脚螺栓断裂、松动。
5)使定子铁芯叠片或定子绕组绝缘损坏引起短路根据水电部对3000r/min的汽轮发电机的轴承振动幅值的规定如表4:按这一标准规定判断,2励磁机的振动处在不合格的范围内,这将对发电机组的运行造成极其严重的危害,所以,必须停机进行振动处理。
表4汽轮发电机的轴承振动标准3-2前次大修中发电机存在并处理的异常情况1)发电机7瓦轴颈处有3道划痕,其中最严重的一处宽4mm,深2.5mm,对该划痕进行了微弧焊处理,并更换7瓦。
2)汽轮机的高、中压缸前后轴封及隔板汽封有磨损,对磨损严重的汽封进行更换,整个通流部分间隙调整在标准范围内。
3)低、发中心高低偏差0.75mm,对发电机两侧基础进行的调整,使中心高、低差达到标准要求0.04mm,左右0.004)励磁机电枢与发电机转子连接的剪切销钉中有一个犯卡,通过检修现场的手段未能拔出,原位进行了回装。
汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施汽轮机的振动运行是机组运行过程中常见的一种问题,它通常表现为机组的震动、噪声、损伤等,严重时会对机组运行的安全和稳定性产生不良的影响。
在实践中,由于机组运行的环境、结构、设计等方面存在一定的差异,不同的机组可能存在不同的振动问题。
本文将重点探讨汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施。
1.机组的设计问题:汽轮机的设计参数不合理,或者生产制造的过程中存在机器加工误差,无法保证机组的结构稳定性,导致机组在运行过程中产生较大的振动和噪音;2.机组的施工问题:机组的安装和调试过程中,出现不当的安装和调节方式,导致机组的结构失衡,给运行过程中的振动带来巨大的影响。
3.机组的维护问题:汽轮机在长期运行过程中,受到外界因素的影响以及机组内部部件磨损等,导致机组运行不平稳,振动越来越大;4.机组的操作问题:机组的操作人员缺乏专业的技能,不能够非常熟练地掌握机组的运行,以及日常的维护和检修问题,导致机组出现不稳定的运行情况,振动越来越大。
1.建立科学的检测和监测体系:针对机组的离线和在线机智检测原则,建立适合的检测体系,可以对机组的振动状况进行实时监控,发现异常情况后制定相应的处理方案;2.机组结构的改善:对于运行中出现的振动问题,可以考虑从机组的结构设计入手,分析问题,进行结构优化,提高机组的稳定性;3.机组维护的加强:建立科学的机组维护管理制度,针对机组的精细化管理,进行定期的检修和保养,及时发现并处理潜在的故障问题;4.加强人员培训:针对机组的操作人员,加强培训和考核过程,提升其操作技能和维护能力。
总之,汽轮机的振动问题对于机组的运行安全和稳定性造成了不小的影响,针对这一问题,需要在科学的检测和监测体系的基础上,加强机组的设计、施工、维护和操作管理等方面的完善。
只有进一步加强对机组振动问题的分析和研究,找出解决振动问题的关键原因,完善应对措施,才能更有效地提高机组的运行质量,保证机组的正常稳定运行。
喀腊塑克电站水轮机组振动的原因分析及处理本文以一水电站的水力机组出现振动、噪音的故障现象为依据,根据专业人员在现场对该水电站的试验结果的数据,分析机组的振动原因和问题,并提出解决问题的建议。
标签:水电站;试验;原因分析1、概述喀腊塑克电站位于新疆省阿勒泰地区的额尔齐斯河流域,属于坝后式电站。
喀腊塑克水库调节特性为不完全多年调节,水库总库容24.19亿m3,调节库容19.18亿m3,坝高121.5m,水库特征水位:正常蓄水位739m,死水位680m,校核洪水位(P=0.02%)743.60m,设计洪水位(P=0.1%)741.70m。
电站总装机4×40MW=160MW,年利用小时数3707h,多年平均设备发电量5.19亿kw.h,保证出力14.4MW。
水轮机型号HLX100-LJ-246,额定转n=300r/min,工作最大水头96m,最小水头32m,额定水头79.5m,额定流量51.75m3/s。
多年平均含沙量0.994kg/m3,多年平均输沙量330.57万t。
水轮发电机组的振动是以水轮机为原动力,从振动发生的情况看,有的是水轮机本身的水力特性所决定的,有的是由一些偶然因素作用产生的。
发电机是将水轮机的机械能转换为电能的装置,在转换过程中,由于某些方面如设计、加工,安装或参数配合不当也会引起发电机的磁振动。
从结构上讲,水轮发电机组可以分成两大部分;转动部分和固定、支持部分。
它们中任何一个部件存在机械缺陷时都可能引起机组的振动,而这些缺陷可能是由设计、加工,安装等任何一个环节所引起。
因此,一般来说水轮发电机组有四大振动部件;上机架、下机架、顶盖、转动部分,异常情况下还有其他振动部件,如定子铁心等。
水轮发电机组振动的危害。
振动是旋转机械不可避免的现象,若能将其振幅限制在允许范围内,就能确保机组安全正常运行。
但较大振动对机组安全是不利的,会造成如下危害。
1;使机组各连接部件松动,使各转动部件与静止部件之间产生摩擦甚至扫膛而损坏。
汽轮发电机组振动大的原因与分析及处理摘要:本文主要论述了汽轮发电机组振动大的原因,进而分析了振动带来的危害,并深入分析了汽轮发电机组振动的保护逻辑设置方法,可以为控制汽轮发电机组的振动提供参考和借鉴。
关键词:汽轮发电机组;振动;原因;处理一、前言在汽轮发电机组运行的过程中,振动的危害非常之大,过大的振动往往会导致汽轮发电机组出现各种故障,因此,对汽轮发电机组设置振动保护逻辑,是有效控制振动的途径之一。
二、汽轮发电机振动带来的危害1、固件松动或者断裂由于使用过程的磨损或者维修保养不当,汽轮发电机机组的部分固件会发生松动及断裂情况,如果此时不采取一定的措施,就会连带其他机组发生振动,从而使相关部件及连接部位变得脆弱,降低了使其使用年限。
如果该现象比较严重,就会在零件的各个部件之间以及金属和焊缝之间出现疲劳损坏区,长此以往,就会产生大面积损坏区,不仅影响整个机组的使用,而且还可能会出现报废情况。
2、厂房的的损坏比上述情况更为严重的冲击立式水轮机组共振,会发生机组设备与厂房共振的现象,使其在运转过程中对厂房建筑及附近相关机组造成影响,而且也会使得汽轮发电机的振动机组旋转部分发生更剧烈的摩擦。
三、汽轮发电机组的振动大的原因1、机组膨胀当滑销系统本身不存在问题时,如果运行人员操作不当,机组也会出现膨胀不均的问题。
最明显的例子是在启机过程中,当机组的暖机时间不够或者升速过快,则机组各部分的膨胀不一样,这样一方面会产生应力,减少机组的寿命;另一方面就会引起过大的差别膨胀,从而影响机组的开机过程。
当机组的膨胀不充分时,极易引起机组的振动和动静碰磨。
2、润滑油温轴颈在轴瓦内的稳定性如何,决定了机组诱发振动的可能性有多大,当稳定性太差时,外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。
而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何,又是影响转子稳定性的一个重要因素,油膜的形成除了与轴承乌金有关外,还有一个重要因素就是润滑油油温,润滑油油温应该在一个合理的范围内,过高过低都对油膜的形成不利。
电厂机组发电机轴系振动过大原因分析及改进某电厂发电机首次启动后才,发现轴系振动布尚县。
分析认为,密封座顶部底部与底部的间隙偏差过大,导致下半密封瓦与轴之间的紧力超标,是造成振动过大的多半原因。
通过对机组进行动平衡,并浮动密封瓦间隙,解决了轴系振动过大的问题。
某电厂机组首次启动,在机组升速至934rpm时,发电机侧7号瓦振最高达到72um(发电机临界),随后下降至正常,2012~3000rpm时燃气轮机振动均振动在正常范围内,在电气做试验时7Y轴振有所增大,直到机组首次并网后7Y轴振最高达到125um(125um报警、250um跳机)。
在带负荷期间7Y轴振基本在120um左右。
本机组共有8个支持轴承,其中汽轮机6个,发电机2个。
转向:从副翼向制动器发电机方向看为逆时针转速:3000r/min轴系临界转速:处理措施经过技术人员认真分析研究,决定对机组进行动平衡,并调整密封瓦间隙。
机组停机并冷却此后,停盘车对密封瓦进行检查,当场现场检查发现下能半密封瓦局部有轻微接触痕迹,属于从静态至动态过程中的正常实时现象。
市场条件随后对密封瓦的检查情况进行落实,并对相关照片进行了检查,也仍未发现异明显异常。
随后调取机组关振动数据并对现场热工振动测点的实际位置进行复核(即定位基准点0位)。
经现场计算,得出第一次调整方案:平衡块加在低发对轮制动器侧,角度215°处,重量16×38g=608g。
由于现场加平衡块的位置不方便,将平衡块安装位置的角度调整到205°。
机组机再次启动后,#7瓦振有出现明显的下降,但是#6瓦振由原来的22um上升到32um,振动略有增加,其他瓦振无较为明显变化。
随后,对上述数据库进行重新计算,并成功进行了第二次调整,保持原由加重重量不变,加重位置减30°即175°。
由于#7瓦在1000rpm时瞬间振动过大,揭开#7瓦重新检查后,发现#7瓦的接触和相关喉部均属于均正常情况。
电力系统中的风力发电机组振动分析与优化现代社会对于清洁能源的需求越来越高,风力发电作为一种常见的清洁能源之一,在电力系统中扮演着重要的角色。
然而,电力系统中的风力发电机组振动问题一直以来都是制约其稳定运行的关键因素之一。
因此,进行风力发电机组振动分析与优化是非常必要的。
本文将详细介绍电力系统中的风力发电机组振动问题,并探讨相应的优化方法。
首先,我们来了解一下风力发电机组振动的原因和影响。
风力发电机组振动的原因主要包括风叶的不平衡、风叶轴承的问题、发电机组旋转部件的失衡以及高风速时机组运行的不稳定等。
这些问题都可能导致机组的振动,进而影响到机组的安全性和运行效率。
振动过大不仅会损坏机组的结构,还会对电力系统的稳定性产生不利影响。
因此,对风力发电机组的振动进行分析和优化是至关重要的。
针对风力发电机组振动问题,我们可以采取以下优化方法。
首先,对机组的结构进行优化设计,确保风叶的平衡性和整体的稳定性。
合理选择材料和加强结构的刚度可以减小机组的振动。
其次,采用精确的轴承设计和安装方式,确保轴承的平衡和可靠性。
此外,还可以借助现代化的传感器和监控系统,实时监测机组的振动情况,及时发现问题并采取相应的处理措施。
最后,通过合理调整机组的参数,例如转速和叶片角度,可以减小机组的振动。
在进行风力发电机组振动分析与优化时,我们需要借助一些工具和技术。
其中,有限元分析是一种常见的方法。
有限元分析可以模拟机组的结构特性和振动行为,帮助我们了解机组的振动机理。
同时,还可以借助模拟软件对机组进行优化设计。
此外,振动传感器和监测仪器也是不可或缺的工具。
这些工具可以实时监测机组的振动情况,并将数据反馈给监控系统,帮助我们及时发现振动异常并采取相应的处理措施。
此外,在风力发电机组振动分析与优化中,我们还需要考虑到振动对电力系统的影响。
大幅度的振动不仅会损坏机组自身,还会产生噪音和振动波动,对机组周围环境和人体健康造成影响。
因此,在设计风力发电机组时,我们需要充分考虑振动问题,通过采用合适的振动消除措施,减小振动对周围环境和人体的影响。
(下转第63页)600MW 汽轮发电机组轴向振动故障分析及处理措施倪军(国家电力投资集团公司平圩发电公司,安徽淮南232089)摘要:某电厂#4机组A 类检修后,机组启动并网时,#5和#6轴振基数随负荷增加而爬升,振动达到160μm ,且#5和#6轴振呈周期为1h 的正弦波动。
针对#4汽轮发电机组前后瓦轴向振动大这一故障特征,经分析排除了轴承座刚度不足、轴瓦紧力过大等因素,找出了转子热变形是引起轴向振动大的主要原因所在;采取了相应的对策和处理措施,有效地处理了汽轮发电机组轴向振动过大的故障。
关键词:汽轮发电机组;轴向振动;热变形;减振措施1设备概述某厂#4汽轮发电机组采用北重阿尔斯通(北京)电气装备有限公司生产的DKY4-4N41B 型超临界一次中间再热、单轴、四缸四排汽反动式汽轮机,锅炉为三井巴布科克公司生产的HG -1970/25.4-YM7型超临界锅炉,发电机为北重阿尔斯通电气设备公司生产的50WT23E -138型三相同步汽轮发电机。
汽轮机机组采用模块化设计,包括1个反向单流的高压模块、1个分流的中压模块、2个分流的低压模块。
高压部分由16个压力级组成,中压部分为15个压力级,低压部分为2×2×6压力级,低压缸末级叶片长度为1075mm 。
轴系支撑如图1所示。
2故障现象#4机组A 类检修后于2017年6月28日凌晨03:02开始启动,刚定速3000r /min 时,#4机组#5和#6轴振均在50μm 以内。
机组并网后,#5和#6轴振基数随负荷增加而爬升,直至额定负荷工况下的160μm 左右。
相同负荷工况下,#5和#6轴振呈现周期为1h 左右的正弦波动,其中#5、#6轴振相对明显,在300MW 工况下,#5、#6轴振在60~90μm 区间波动;500MW 工况下,#6轴振在90~130μm 区间波动。
当周期性、正弦波动消失时,#5和#6轴振会稳定在振动高位运行。
在振动幅值大幅波动的同时,#5和#6轴振相位基本稳定。
大机组振动原因分析与处理
摘要简述了引起大型机组振动的几种原因,并对部分原因以现场实际工作经验为例进行了剖析,附以解决方案,对从事该类型工作的设备管理人员解决现场振动问题,具有一定的借鉴意义。
关键词大型机组;振动;轴承;底脚
1 引言
大型压缩机组因其单位效率高,在石油化工行业被越来越多的用户使用,而且朝着大型化,模块化的趋势发展。
与此同时,因化工行业连续生产的特殊性,大型机组必须满足长周期、安全、稳定运行的条件。
保证大型机组安全稳定的首要条件则是对大型机组的运行状态进行跟踪监控,并实时做好记录,分析机组的状态是否正常,以此来判断机组是否能够继续运行或者确定机组的检修时间等。
其中,机组状态检测中首要跟踪的参数便是机组的振动、温度等,很多情况下,振动与温度是有关联的。
因此,在测得振动参数后,对比温度参数需要进行深入的分析才能准确判断出原因。
大型机组的振动问题是比较复杂的一个课题,涉及到许多方面。
比如,转子动静平衡不好,联轴器不对中,地脚螺栓存在虚脚,轴承间隙不合适,管线应力等其它非机组本身的附加振动源等。
一个机组振动超标后,首先要找出振动源,并分析排除可能的情况。
有些时候引起振动的原因并不是唯一的,可能存在多项引起振动的原因,这个时候判断问题就比较困难一些,但是只要我们仔细排查,便能最终找到问题所在。
2 引起振动的几种原因
现以某厂5台大型制冷压缩机组为例简要分析一下振动产生的原因以及在现场实际排查的过程和最终解决方案。
该厂有汽轮机驱动的离心式制冷压缩机1台,6000V高压电机驱动的喷油双螺杆压缩机4台。
这些制冷压缩机组为聚合反应提供冷媒,鉴于生产的连续性,这五台机组必须同时保持高效稳定的运行。
监测振动对跟踪与分析机组的运行状态至关重要。
振动分为三个方向的振动,水平,垂直,轴向。
这三个方向的振动分别能反应机组的不同状态。
水平方向振动大,一般反应的是机组转子不平衡或者是联轴器对中不好。
垂直振动大则一般反应机组有虚脚,找正不好。
轴向振动大从通俗的解释上是存在较大的轴向波动力,如果是压缩机轴向振动大,则可能是由于平衡组件存在问
题或者是压缩机排出压力发生间歇性的波动。
如果是电机轴向振动大,则可能是电机联轴器在连接时没有将电机磁力中心线的位置定位准确导致电机轴向来回的窜动。
但是,振动问题往往都是互相关联的,水平振动可能由于垂直方向的问题而间接影响到水平方向的振动超标,因此,在判断问题的时候需要综合考虑,方能不被表象所蒙蔽。
3 联轴器及轴承瓦背过盈量大导致的振动
2009年11月3日,该厂一台汽轮机调速器漏油,停车检修。
检修完成后,机组振动变大,汽轮机带上100%负荷后,联轴节端轴承的垂直振动值已经达到了6.2mm/s,而上限值是7.1mm/s。
经过近4个月的跟踪监测,发现汽轮机的振动没有减小的趋势,而是螺旋式上升,则进行检修处理。
以下是这4个月的振动趋势图:
其中2009年12月15号,汽轮机因锅炉供气压力降低而导致连锁停车。
再次启动后,发现不但汽轮机联轴节端轴承的垂直振动偏大,而且轴向位移也比较大。
在2010年3月4号对该汽轮机进行了检修,在检修过程中重新对联轴节进行了找正处理,并打开了联轴节端轴承进行检查,撤出瓦背0.1mm的垫片后,经过压铅丝发现轴承瓦背间隙为0.07mm,则之前瓦背过盈0.03mm。
再次启动后,前端轴承垂直振动值下降至1.8mm/s,经过一段时间的观察,该汽轮机能够稳定运行,以下是近4个月的振动趋势图:
在检修处理前,现场技术人员跟踪测试了轴承的振动以及温度,获取了大量的数据,并对数据进行了分析处理。
其中,从频谱分析仪上查看的结果是1倍频偏大,这说明可
能是联轴器对中不好或者是转子不平衡。
然该机组在09年4月份检修时转子已经做过动平衡实验并进行转子的探伤处理,所以推测可能是由于联轴器的对中不好。
经过检修验证,证实了该结论。
4 轴承润滑油粘度过低及机壳刚度引起的振动
2009年6月份,该厂增加两台喷油双螺杆制冷压缩机组。
两台压缩机组为同一厂家产品,各种参数型号均相同。
驱动机均为1400KW,6000V高压电机,轴承为自润滑滑动轴承结构,润滑油牌号为32#汽轮机油。
但是该机组自投用以来,其中一台电机的振动一直偏大,振速峰值达到4.5mm/s,而上限值为2.8mm/s,并且轴承温度一直偏高,其中该电机在运行不到3年时间内,烧瓦2次。
该电机的一个显著特点是随着环境温度的升高,轴承振动值显著增大。
以下是3年来对该电机跟踪监测的结果趋势图:
从该图上可以显著发现轴承振动随着月份的变化趋势,曲线图的峰值产生在一年里最热的月份,谷值产生在一年里最冷的月份。
因负荷增加,振动会少许变大,但是最冷的月份和最热的月份,该电机的负荷相差不到10%,因此可以排除负荷是引起振动变大的主因。
在2011年5月18日发生烧瓦事故后,该厂对电机轴承进行了检查,并做了详细的分析。
因该电机是自润滑滑动轴承,且功率较大,则轴承的散热是个很大的问题,轴承温度最高时接近90℃,因此在此种条件下,很有可能由于润滑油的油膜变薄导致轴承烧瓦,经过分析讨论后,将该电机的润滑油牌号从32#汽轮机油更换为粘度更大的46#汽轮机油。
更换润滑油以后,机组的振动明显好转。
使用32#汽轮机油时,测得的振动值多在2.2mm/s~4.0mm/s之间波动,而且使用听诊棒能明显感觉到转子出现抖动的状态,这说明在重载、高油温下,轴承的润滑油膜建立不好,当振动变大且当油温达到油膜破裂的临界点时,就会出现抱轴现象。
更换润滑油牌号到46#汽轮机油以后,测得的轴承振动值在3.7mm/s~4.0mm/s之间波动,以上均在同一环境温度下测试,这说明油膜的建立比以前好很多,转子不再出现强烈的抖动现象,但是振动大的问题依然没有解
决。
以下是2011年5月19日该电机检修完成以后测得的相关振动值:
从以上数据可以看出,该电机在自由状态和把紧地脚螺栓后,振动值出现了显著的变大,说明该电机在地脚把紧后产生的应力较大,足以影响到轴承座的移位或者变形,从而导致轴承间隙的变化或者是转子的平衡发生变化,最后影响到振动变大。
地脚把紧后产生的应力来源于两种可能:第一,基础的弹性变形;第二,电机机壳的弹性变形。
但在此之前,机器在运转状态下做过试验,使用千斤顶对四个地脚下的基础分别受力,电机振动均无变化,所以排除地脚基础刚度问题。
则,最大可能是电机本身的刚度问题。
因电机机壳较长,且电机机壳中部无加强筋,所以在绕组高温情况下(90℃~100℃)势必对电机机壳产生温度应力,导致轴承等部位出现移位变形。
针对以上问题,我们给出了可能的试验方案:
①因该电机轴承座与电机机壳为螺纹连接,所以我们在机器运转状态下拧紧螺栓看其效果;
②使用测振仪测得四个底脚同一方向的振动,单位为mm/s,分别记为a
1,a
2
,a
3
,a
4
,
令a=(a
1+a
2
+a
3
+a
4
)/4,求得△a=|max(a
i
-a)|,找出该最大值对应的底脚,缓慢松开底
脚查看电机的振动变化情况,以此来判断电机的振动源。
此种方法的原理是考虑到电机的绕组在高温情况下,机壳产生的内应力附加于电机底脚上而无法释放,所以当我们找出底脚最大的振动点,然后从此点将电机本身产生的内应力释放掉,则可减小电机的振动。
5 结论
大机组的振动是一个比较复杂的问题,分析与判断的难点在于机组的重要性,关键性机组在生产中是不轻易停车的,这样分析问题起来就比较困难,这就需要我们对机组进行长期的现场跟踪监测、分析,只有这样方能在实践中积累经验,从而快速准确的解决问题。
[1] 濮良贵纪名刚《机械设计》高等教育出版社
[2] 丁进平刘国微聂建功《高压防爆电机振动实例与原因分析》防爆电机2000年
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[3] 孙建忠刘凤春《电机与拖动》机械工业出版社
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