引起烟气轮机振动常见原因预防措施论文
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轮机振动的原因分析与解决对策摘要随着我国电厂建设的快速发展,轮机在实际运行过程中出现振动等情况,对机组长时间周期的运行有着较大的影响。
轮机振动一直是人们关注的热点话题,轮机振动影响到机器的正常运作,影响了工作的开展。
本文就轮机运行的实例,针对轮机振动问题展开探索,分析产生轮机振动的原因,并提出解决问题的对策,给电厂建设的快速发展奠定基础。
关键词轮机;振动;原因;对策0 引言目前,我国电厂建设的飞速发展,对轮机的要求也逐渐提高,在实际的操作中经常出现轮机的振动问题,轮机振动关系到机器最昂贵的部分,影响到机器的正常运作,因此要重视轮机的振动问题。
轮机的振动关系到机器轴系安全。
但是导致轮机振动的原因很多,交织在一起,很难在短时间解决。
因为轮机振动故障会有很多表现形式,故障发生后的处理过程复杂,设计的技术很多,这就要求工作人员必须及时的发现轮机振动故障,观察相关系数之间的关系和变化,并且快速的发现问题的原因,找出解决问题的对策。
1 轮机振动进行测量的方向和主要位置轮机在催化装置中的节能设备属于相对关键以及重要的,轮机有着良好的工作情况对装置降低能耗、安全运行有着较为直接的影响,因此,首先要做好对轮机震动方向以及位置的测量工作。
轮机振动的测量方向一般分为水平和垂直方向。
垂直测量指的是在轮机的轴承上方进行的垂直测量。
水平测量指的是在轮机轴承盖的水平结合面的中间位置进行的测量。
轮机轴向振动一般是在轴承的端面上进行的沿轴测量。
理论意义上,轮机发生振动之后,在以上三个方向的振动是等效的,但是在实际的操作中,轮机只有水平和垂直两种测量,因为轴向振动测量必须依赖于仪表设备和工作人员的丰富经验。
并且轴承的水平和垂直度不太一样,即使统同一轴承的水平和垂直测量也会不一样。
2 轮机振动的测量尺度分析轮机轴系测量的所有值中,其中主要包括振动位移、振动的速度、振动的加速度,振动速度指的是一定时间内的振动距离。
振动的加速度指的是一定时间内的时间二阶导数。
重催装置烟气轮机异常振动故障分析摘要:烟气轮机首次异常振动因催化剂试验导致催化剂不断在轮盘与气封主轴处堆积,最终引发转子磨损所致。
转子磨损后出现不平衡,振动加剧致转子与气封、油封发生碰磨,引发气封体与油封体的磨损失效。
烟气轮机第二次振动因转子剩余动平衡量超标所致,轮盘侧测振部位原跳动不达标,给原有振动值附加了一个固定初始值;因传感器装出现的假性反进动又给出了碰磨误导信号。
关键词:烟气轮机;异常振动;解体检查;频谱;动平衡;精度本文探讨的石化厂重油催化装置烟气轮机发生异常振动,持续观察仍有异常。
停车拆检,发现转子轮盘后主轴处有槽状磨损,导流锥螺栓锁紧片部分脱落,气封体严重磨损,6片静叶不同程度磨损。
更换转子、气封及油封,静叶进行修复后回装,试车运行时发现转子轮盘侧振动随转速增加呈上升趋势,最大可达80μm,无法投用,严重影响装置运行和正常生产。
1故障诊断与处理1.1故障描述该烟气轮机为YL-33000型国产单机悬臂式轴向进气透平,介质为烟气,温度700℃,流量为6166m3/h,入口压力0.353MPa,出口压力0.0912MPa,转速3722r/min;功率32800kW。
2012年12月30日11:05,重油催化装置1#主风机组烟气轮机振动出现上涨趋势;11:32,出现第一次波峰,随即振动下降;11:57,出现波谷并且低于正常运行时的振动值,随后4点振动值(轮盘与轴承箱侧各2测振点,3711,3712为轮盘侧测点,3713,3714为轴承相侧测点)迅速上涨并在12:16达到最高波峰值,之后缓慢回落,振动维持在60μm左右。
为保证生产,工艺车间于14:50将备用主风机切入反再系统。
观察运行至1月4日10:00,振动居高不下,随即停车解体检修。
烟机的S8000在线监测系统的振动趋势图如图1所示。
振动故障发生前,除更换催化剂做试验外,润滑油、控制油温度及压力,烟气入、出口压力及温度,转速,轴瓦温度等都在工艺卡及机组运行范围之内,工艺操作平稳。
防止汽轮机组振动1、振动原因其一,设备方面,可能因调节系统不稳定进气量波动;叶片被侵蚀、叶片结垢或叶片脱落等造成转子不平衡;汽缸保温不良或保温层破损影响热膨胀不均;滑销系统卡死不能自由膨胀等。
其二,在启动升速带负荷过程中机组振动加剧,大多是操作不当引起的。
例如,疏水不当,使蒸汽带水;暖机不足,升速过快或加负荷过急;停机后盘车不当,使转子产生较大的弯曲值,再启动后未注意延长暖机时间以消除转子的热弯曲等。
其三,若机组在运行中突然发生不正常的声音和振动,多数是因维护不当引起的。
例如,润滑油温过高或过低油压过高或过低等影响轴承油膜的形成;新蒸汽温度过高使气缸热膨胀热变形过大;真空过低使排气温度过高,排气缸出现异常膨胀;新蒸汽温度过低使汽轮机产生水冲击等等。
为了避免机组振动过大,造成不利影响,操作人员在运行过程中,按照规程要求正确操作,同时维护好机组的正常运行。
故在机组启停和正常运行时认真监盘,控制好机组的重要参数显得格外重要。
2、如何操作2.1盘车启动前和停机后都要盘车,启动前盘车是为了消除转子的弹性变形,停机后盘车是为了转子均匀冷却,防止塑性变形;但盘车异常都能造成机组启动或再次启动过程中振动过大,所以,盘车时间限制是机组允许启动的一个重要条件,从参数上来说,转子弯曲值要控制在一定范围,一般不大于原始值的0.02mm。
2.2汽轮机上下缸温差将引起气缸的变形。
对于抽气机组一般是下缸高于上缸,气缸的这种变形上缸顶部径向动静间隙减小甚至消失,造成摩擦而引起大轴弯曲发生振动。
所以上下缸温差是我们在启停,负荷调整,正常运行时必须关注的一个参数,特别是当上下缸温差连锁被取消后,我们更应该加强监视。
2.3启动过程中监视的各种温度参数高中压内外缸的法兰内外壁温差不大于80℃,螺栓与法兰中心温差等等。
其实,汽轮机的启动过程就是将汽轮机由常温加热到正常运行时的温度,相差400℃左右。
如果加热不均匀,势必造成设备的变形,如法兰内外壁温差,从而减小了动静部件之间的间隙,如胀差是监视转子与气缸的相对膨胀之差;轴向位移用来监视动静部件轴向间隙的大小等,如果相关参数超限,将造成摩擦而引起大轴弯曲发生振动。
催化烟机振动高原因分析及改善措施摘要:在催化设备中烟气轮机就是关键性设备,运行的状态与设备的安全稳定运行有直接的关联。
而烟气轮机运行状况和装备的能耗水平以及节省电力资源、甚至与整套机组的安全运行也有一定的关系,甚至还是催化裂化装备稳定生产的有效保证。
关键词:烟机;震动;原因前言烟气轮机就是催化裂化装备的核心设备之一,其工作核心就是回收烟气能量,驱动主风机组运转,如果烟机出现故障,就会严重影响装备的安全生产以及经济效益,因此工厂需要高度重视烟机的正常运行,通过优化相关操作,结合实际情况开展针对性的改造,强化维护以及管理,保证烟机的稳定运行。
一、催化烟机振动高原因(一)烟机污垢在拆解烟机以后可以发现,在静叶、动叶、导流锥、烟体壳体上存在大量的催化剂污垢,而垢物的连片上附着了硬度较大的物质。
烟气在核实的温度以及湿度下会生成低熔点的共晶体,而低熔点共晶体会使催化剂变得更加粘稠,而催化剂粉末会受静电作用的影响,有一定的吸附能力,因此基于烟机轮盘冷却蒸汽与密封蒸汽的基础上,催化剂细粉容易在动叶以及静叶片、流道位置沉淀,破会转子动平衡[1]。
在再生器负荷变化期间,容易受高速烟气的冲刷以及烟气温度出现变化的影响,导致流道中污垢从附着物上掉落,冲击转动部分,对动叶部分的垢物脱离产生一定的负面影响。
烟垢严重的烟机叶片(二)润滑油温度该物质的主要作用就是润滑以及减震作用,在润滑油温度降低的时候,黏度出现增加的趋势,油无法顺畅的在轴承之间流动,分散的存在对轴承油膜也有一定的负面影响,增加机组震动的可能性;如果润滑油的温度过高,此时黏度出现下降的趋势,而油膜的刚度也随之降低,油膜涡动,增加震动。
(三)烟机入口烟气压力烟机入口烟气的压力也会成为导致震动的因素之一,烟机入口烟气压力与烟机轴震动呈现出正相关的关系,在入口烟气压力出现下降以后,震动也会随之增强,如果入口压力上升,震动就呈现出缓慢下降的趋势。
二、应对震动高的有效措施(一)解决污垢的有效措施保证再生器压力以及温度始终处于稳定的状态,提升与降低处理量时需要保证速度的缓慢进行,切勿出现大幅度动作,严格控制各个旋分器的线速,确保烟机入口的烟气指标合格不超标。
汽轮机振动的原因分析及处理对策研究汽轮机振动是指在汽轮机运行过程中,发动机出现不正常的震动和振动现象。
这些振动可能会导致设备损坏、能量损失、噪音污染等问题,甚至对人员安全造成威胁。
对汽轮机振动的原因进行分析并采取相应的处理对策非常重要。
汽轮机振动的原因可能有以下几点:1. 设备不平衡:汽轮机内部各部件的质量分布不均匀,导致转子不平衡,在运行过程中产生振动。
处理对策:在汽轮机设计和制造时,加强质量控制,减小设备质量不平衡的可能性。
定期进行动平衡检查和校正,以减小当前状态下的不平衡。
2. 设备磨损:汽轮机经过长时间使用,设备的磨损程度逐渐增加,导致部件之间的配合间隙变大,使振动增大。
处理对策:定期对汽轮机进行维护和检修,更换磨损严重的零件,并对设备进行重新调整,以减小配合间隙,减小振动。
3. 涡轮叶片损坏:汽轮机工作压力和温度较高,涡轮叶片容易遭受压力和热腐蚀,造成叶片变形、破裂等问题,引起振动。
处理对策:加强涡轮叶片的材料选择和制造工艺,提高叶片的耐腐蚀和耐热性能。
定期检查叶片的状态,发现损坏及时更换。
4. 不良的轴承支撑:汽轮机中的轴承支撑不良,无法有效吸收振动和冲击力,导致振动放大。
处理对策:确保轴承支撑的质量和配合尺寸的准确性,定期检查轴承的状态,加油和更换轴承,以保证良好的支撑效果。
5. 系统失效:汽轮机所处的整个系统中,如疏水器、冷却水系统等元件发生故障或失效,会导致汽轮机运行不稳定。
处理对策:定期对汽轮机的各个辅助系统进行检查和维护,确保其正常运行。
对于发生失效的元件,及时更换或修复。
对于汽轮机振动问题,我们需要从设备质量、磨损、叶片损坏、轴承支撑和系统失效等多方面进行分析和处理。
通过加强质量控制、定期维护、更换磨损零件、加强叶片材料和制造工艺、提高轴承支撑质量和检查系统完整性,可以有效减小汽轮机振动问题,保证设备运行的稳定性和可靠性。
燃气轮机燃烧器加速度振动大原因分析及排查方法燃气轮机燃烧过程极其复杂,燃气轮机运行过程中若出现燃烧不稳定状况,将会对燃气轮机部件特别是燃烧内部造成结构性损坏。
为了抑制燃烧振动增加,保持燃烧器最佳连续运行状态,主机厂设计了由自动调整系统、压力波动传感器和加速度传感器组成的燃烧振动自动调整系统。
燃烧器加速度作为重要的监测数据进入燃机主保护,机组发生加速度振动大现象需要引起足够重视。
本文介绍了某电厂F级燃机燃烧器加速度振动大的现象、原因分析及排查处理过程。
标签:燃气轮机;燃烧振动;加速度振动大1概况某电厂F级燃气轮机,其燃烧振动自动调整系统由自动调整系统(A-CPFM)、20个压力波动传感器和4个燃烧振动检测传感器组成。
燃机控制系统对燃烧器压力波动传感器和加速度传感器检测数据分为9个不同的频段进行分析,分别为LOW(15-40 HZ),MID(55-95 HZ),H1(95-170 HZ),H2(170-290 HZ),H3(290-500 HZ),HH1(500-2000 HZ),HH2(2000-2800 HZ),HH3(2800-3800 HZ),HH4(4000-4750 HZ)。
在不同频段针对燃烧器压力波动传感器和加速度传感器,分别设置了调整、预报警、降负荷、跳闸限值。
其中,调整功能由A-CPFM 系统完成;预报警、降负荷、跳闸功能由燃机控制系统实现。
当24个传感器中任意2个检测数值超过降负荷限值时,触发燃机降负荷;当24个传感器中任意2个检测数值超过跳闸限值时,燃烧器压力波动大跳闸保护动作。
2018年11月开始,此机组#8燃烧器加速度传感器HH4频段出现振动大预报警,从只在高负荷阶段增减负荷时出现,到不同负荷段频繁出现,并带有数值逐渐增大的趋势(达到降负荷值),严重影响机组安全运行。
2燃烧振动产生机理在燃烧室的火焰区域内,热量以声光的模式释放,外界因素发生改变时,剧烈的声光又会产生大量的热,反过来加剧声光的释放,从而激发压力波动的产生,造成燃烧振动。
2024.4/183电厂燃汽轮机振动原因与改进建议王 雄 李志恒 梅富琨 叶全彪(华电湖北发电有限公司武昌热电分公司)摘 要:电厂作为电能输出的重要部门,其供电质量与居民的生产生活休戚相关,而燃汽轮机是电厂发电过程中的关键设备,如何降低燃汽轮机异常振动频次、提升燃汽轮机的运转质量是电厂高效生产中面临的重要问题之一。
文章首先简要介绍了电厂燃汽轮机工作原理及机组振动过大的危害,其次对电厂燃汽轮机的常见的振动原因及解决对策进行了深入分析,最后提出了降低异常振动的优化策略,根本上保证了燃汽机组的运行质量,降低了机组异常振动的发生,对后续电厂燃汽轮机异常振动原因的研究具有一定的指导意义。
关键词:集控运行;汽轮机;优化策略0 引言燃汽轮机工作原理如图1所示,将蒸汽动能经过一系列变化后能转换为轴的机械能进行输出,在实际工作中,常搭配其他发电设备一起使用,有效促使燃料热能向发电电能的转变。
在实验压力值、温度值保持不变的条件下,经机组设备专用喷嘴进行持续膨胀,使介质自身压力降低、温度变小,从而提高介质速度,借助机组叶片旋转转化为动力轴的机械能,达到利用热能获取机械能的目的。
在机组工作过程中,设备在不断振动,有些振动幅度较大,严重降低了燃汽轮机的运行质量和生产效率。
图1 燃汽轮机能量转换原理1 电厂燃汽轮机振动过大的危害燃汽轮机运行中如果振动幅度较大,长时间作用下会造成设备内部各部分之间的紧固件松动,安装台板和各基础之间的过盈连接削弱,或使燃汽机组的动静结构部分产生摩擦,导致机组转子不对中、变形、损坏或是断裂[1]。
当燃汽轮机产生剧烈振动时,会直接引起系统保护机制启动,导致设备停机,严重拖延生产进度,当燃汽机组动静叶片因为剧烈振动而发生错位时,会使机组端部轴封磨损异常。
机组低压端轴封被破坏之后,外界空气被吸入机组的低压缸,使机组凝汽器的真空环境遭到破坏,大大提高了燃汽机组的运行成本。
机组高压端轴封被破坏之后,其内的蒸汽大量逸出,削弱机组高压缸的对外做功能力,严重时会导致转子产生热弯曲现象。
汽轮机运行中的振动及防治措施探讨经济的快速发展,对于能源的需求也在逐渐增加,尤其是电力能源,有效的推动了我国电力企业的发展。
火力发电作为一种传统的发电方式,对于我国经济的发展以及居民的正常生活具有重要意义。
经济的发展有效的推动了火电的发展,汽轮机、锅炉、发电机是火电发展的重要构成部分,但是,在实际的工作过程中,汽轮机由于振动会产生严重的故障,严重影响了火电厂发电质量。
文章主要针对出现振动的原因进行分析,并且依据实际情况提出了一些意见,希望能够保证火电厂生产的稳定性。
标签:汽轮机运行汽轮机振动火力发电锅炉在火电发展过程中,出现振动现象是一种较为常见的问题,也是导致火电出现故障的主要因素。
但是在实际的工作过程中,我国相关工作人员对此进行研究分析,并且取得了良好的成果。
一、汽轮机振动的危害分析通常来说,振动指的是物体偏离原来的运行位置,失去平衡,能够产生和位能的连续相互转换作用,就会产生故障。
在相关设备运行过程中,出现一些较小的振动是无法避免的,只需要将振动幅度控制在一定的范围内,就能够满足实际的需求。
汽轮机在运行过程中,一般情况下的,所产生的振动是不具备一定的危害的,但是,由于各种因素的影响,振动会超出一定的范围,就会对汽轮机造成一定的危害。
人们所说的振动超过范围,主要指的是频率超过了一定范围,例如:如轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞、膨胀受阻、轴承磨损或者是轴座松动等,都会出现严重的振动,从而导致整个系统的零件都出现松动的现象,就会使得汽轮机内部出现摩擦,导致汽轮机受到严重的磨损。
长此已久,就会形成恶性循环,使得汽轮机的使用寿命降低,因此,工作人员应该积极对其进行研究分析,积极采取相应措施,才能保证汽轮机的安全运行。
二、汽轮机出现振动的原因探究由于汽轮机出现振动的原因具有一定的多样性,能够分为:1.油膜失稳通常来说,汽轮机油膜失稳主要能够表现为两种形式,半速涡动和油膜振荡,半速涡动通常都是发生在转子的转速小于两倍第一临界转速时,在逐渐提高转速的过程中,某一个低转速开始,一般状况下,这种振动都会持续较长的时间,直到转速达到最高,并且,也可能在某一个转速下就会消失。
汽轮机调试运行中产生振动的原因和预防措施摘要:近年来,随着人们对于能源问题的关注度逐渐提高,节能减排已经成为了社会发展的一个热门话题。
而汽轮机是三大主机设备中最精密的,在调试和日常运行中,任何一个小的扰动都可能引起汽轮机的振动异常。
因此,本文重点研究汽轮机调试运行中产生振动的原因和预防措施,以保证汽轮机的安全稳定运行。
关键词:汽轮机;调试运行;振动原因;预防措施前言:随着工业化的不断发展,蒸汽动力技术在各个领域中的应用越来越多。
然而,在实际生产过程中,由于各种原因导致的故障或缺陷,往往会导致设备出现异常情况或者损坏。
其中,汽轮机是典型的机械系统之一,其运转过程涉及到多个环节,如果任何一个环节出了问题,都会对整个系统的正常工作造成影响。
因此,对于汽轮机的维护保养显得尤为重要。
一、汽轮机调试运行中产生振动的原因分析(一)转子不平衡当一个或多个转子轴心位置偏离时,就会导致旋转体发生振动。
这种振动不仅会对设备本身造成损害,还会对周边环境带来不利影响。
因此,对于转子不平衡的问题需要引起足够的重视。
转子不平衡的主要原因包括:制造工艺不当、磨损加剧、安装不正确等等。
其中,制造工艺不当是最为常见的原因之一。
由于生产线的自动化程度不断提高,一些机械加工过程可能会出现误差,从而使得转子轴心位置偏离[1]。
此外,磨损也会增加转子不平衡的可能性。
当转子表面受到磨损后,其重心会发生变化,进而引发振动问题。
安装不正确的情况也是导致转子不平衡的一个重要因素。
如果安装不当,会导致转子轴心的位置不同,从而引起振动现象。
(二)动静部位碰磨在汽轮机的调试运行过程中,动静部位碰蹭是常见的一种故障。
当两个部件之间存在间隙时,它们可能会相互碰撞或摩擦而导致振动发生。
这种振动不仅会对设备本身造成损害,还会对周边环境带来影响。
一般来说,动静部位是指与旋转轴有关的部分,如转子、轴承、齿轮等等。
这些部分由于受到外力作用或者自身运动产生的惯性,会产生一定的加速度和位移,从而引起振动。
燃气轮机燃烧器加速度振动大原因分析及排查方法1. 引言1.1 燃气轮机燃烧器加速度振动大的影响燃气轮机燃烧器加速度振动大是一个常见但危害严重的问题,会对燃气轮机的运行产生不利影响。
振动大会导致燃气轮机燃烧器的零部件产生过度磨损,加剧设备的损耗,降低运行效率。
振动大还会引起燃烧过程的不稳定,影响燃烧效率,导致燃气轮机性能下降,甚至发生燃烧器失效的情况。
振动大还会加速燃气轮机其他部件的磨损和疲劳,可能引发更严重的故障,影响设备的安全运行。
燃气轮机燃烧器加速度振动大还可能对周围环境产生负面影响,如产生噪音和振动,影响设备的稳定性和安全性,甚至可能引发火灾等安全事故。
及时排查和解决燃气轮机燃烧器加速度振动大问题具有重要意义,可以保障设备的正常运行,延长燃气轮机的使用寿命,确保生产过程的稳定性和安全性。
1.2 燃气轮机燃烧器加速度振动大的危害性加速度振动大会导致燃气轮机燃烧器的性能下降。
振动会使燃烧器结构发生变形,影响气体流通,导致燃烧效率降低,增加燃油消耗。
这不仅会增加能源成本,还会影响燃气轮机的运行稳定性。
振动大会引起燃气轮机燃烧器部件的损坏。
频繁的振动会导致燃烧器零部件的疲劳破坏,甚至出现裂纹和断裂,严重影响燃气轮机的安全运行。
振动还会加速部件的磨损,缩短燃气轮机的使用寿命。
加速度振动大还会影响燃气轮机的环境适应能力。
振动引起的燃烧器故障可能会导致燃气轮机的停机维修,影响供热、供电等服务。
特别是在一些关键领域,如航空航天、军事等,振动引起的故障可能带来严重的安全风险。
燃气轮机燃烧器加速度振动大的危害性不容忽视。
及时排查和解决振动大问题对于保障燃气轮机安全稳定运行、延长使用寿命具有重要的意义。
只有有效地管理和控制振动问题,燃气轮机才能发挥最佳性能,为各行业提供持续稳定的能源支持。
2. 正文2.1 燃气轮机燃烧器加速度振动大原因分析燃气轮机燃烧器加速度振动大是燃气轮机运行过程中常见的问题,可能导致燃气轮机故障和安全隐患。
烟气轮机振动过大原因浅析摘要:能量回收机组为重油催化裂化装置的关键设备,也是炼油厂节能效果最明显的大型机组。
机组的运行不但影响到装置的加工能力和长周期运行问题,而且直接关系着整个装置的平稳、高效运行和能耗水平。
机组振动过大使得整个催化裂化装置面临停产的风险。
关键字:催化、主风机、机组、烟气轮机1.机组装置介绍某石化企业320万吨/年催化装置1#主风机采用三机组配制,由烟气轮机、轴流风机、增速箱、电动/发电机及静叶控制系统、润滑油系统组成。
烟气轮机、轴流风机、增速箱及电机之间由联轴器连接,如下图:YL-33000B AV100-13 GD-63 YCH1120-4烟气轮机轴流主风机齿轮箱电动/发电机其中烟气轮机为兰炼石化机械厂制造的单级透平,采用轴向进气和径向排气的悬臂转子结构,轴向进气可以使烟气进入烟气轮机时稳定地流动,以确保烟气中催化剂颗粒均匀分布。
径向排气管道安装有波纹管膨胀节,以便吸收介质温度过高引起的管道热应力。
其主要参数为:型号YL-33000B项目设计工况某年上半年烟气轮机前轴轴径向振动逐步上升,7月间振动值由70µm 上升到80~90µm(报警值是80µm,跳车值是100µm)。
直接威胁了机组的安全运行和整个装置的平稳生产,甚至面临非计划停工的风险。
2、机组振动特征仪表显示各测点振动值如下表,其中除X 点外振动值基本稳定。
从表中除可以看到明显的振动值上升趋势外,还存在振动值突然增大,数小时之后恢复至均值的情况。
3、原因分析一般情况下,引起烟气轮机振动大的常见因素是转子不平衡,如轮盘或叶片结垢、叶片损坏等。
判断转子不平衡的常用常用方法是频谱分析、二维全息谱分析。
1)频谱是指一个时域的信号在频域下的表示方式,可以针对信号进行傅里叶变换而得,所得的结果会是以分别以幅度及相位为纵轴,频率为横轴的两张图,不过有时也会省略相位的信息,只有不同频率下对应幅度的资料。
汽轮机异常振动原因分析及解决对策汽轮机在火力发电厂中具有十分重要的作用,它的运转效果是否正常,直接影响着火电厂生产的经济性与安全性,而汽轮机的核心是转子,但其最容易出现问题,在运行的过程中,往往会因为异常情况出现振动,直接影响着汽轮机的工作,如果出来不当就会造成汽轮机的工作出现问题。
对于汽轮机振动可以采用噪声、温度、压力等方式进行检查,然后根据具体的情况进行处理。
标签:汽轮机;异常振动;原因分析;解决对策1 汽轮机异常振动原因分析1.1 油膜振荡引发异常振动汽轮机中有一种重要组成部件就是油膜,汽轮机被工作人员启动后,汽轮机开始进行高速旋转,这时发电机的转子开始进行高速旋转,油膜对轴颈的作用力大于轴颈重力和科氏力的合力,使轴颈向上浮动,产生弓形涡动,伴随着强烈的作用力作用到轴承的油膜上,慢慢的就会导致油膜的稳定性降低并且开始出现振动的现象。
而且就算当发电机开始正常运行时,旋转的轴颈在滑动的轴承中带动润滑油高速流动,由于作用力与反作用力的作用,高速转动油流就会反过来作用轴颈,最终就会产生一种振荡的现象。
1.2 气流激振发电厂运行时间较长,各类机组需要长时间、超负荷运行,短时间内轴振会加速。
此时,采取降低运行负荷,振动也会相应的减速。
在不均衡气流冲击的影响下,汽轮机组叶片在气流激振影响下,汽轮机组本身体积与设备数值的差异,会导致气体在叶片内的膨胀,将会导致流道混乱,使得汽轮机组出现异常振动现象。
1.3 转子变形通过深入分析汽轮机组异常振动案例,发现由转子异常振动引发的故障次数较多。
汽轮机组工作环境比较复杂,即便是正常工作状态下,也无法保障转子的有效切合,及时避免机组异常振动,影响发电廠的运行。
加之机组长时间处于超负荷工作状态,受到各类因素的影响,摩擦力的影响,将会导致机组热量增加。
随着运行时间的增加,转子的材质会受到影响,使得变形问题出现,导致振动异常。
2 汽轮机异常振动的解决对策2.1 油膜振荡的解决对策根据之前所介绍的关于油膜可以造成汽轮机的异常振动,想要防止出现这种情况,首先需要使汽轮机中的转子与轴承之间能够合理的工作下去,使得它们之间的摩擦力降低,其次工作人员应该选择粘度小的润滑剂来对它们进行润滑,这样做的原因是如果润滑油选择了较大的粘度,那么他们的承载力也会随之增大,而且当粘度增大时,会使油的分布结构有所损坏,造成转子与部件之间的摩擦力增大,另外还可以通过让轴瓦顶部的距离缩短使得轴瓦上的承合宽度变的更大一些。
焚烧发电汽轮机振动及处理心得课怎么写标题:焚烧发电汽轮机振动及处理心得课引言:焚烧发电是一种利用废弃物和可再生能源进行发电的过程。
在焚烧发电厂中,汽轮机作为主要的发电装置扮演着重要角色。
然而,由于长期运行和高温高压的工作环境,汽轮机常常会遇到振动问题。
本文将探讨焚烧发电汽轮机振动的原因和处理心得,希望能为相关从业人员提供有价值的参考。
1. 振动的原因及分类1.1 环境因素:包括温度、湿度、气压等因素对振动的影响。
1.2 设备问题:例如松动的螺栓、不平衡的转子等会引起振动。
1.3 异常操作:不恰当的操作和维护不良可能导致振动问题。
1.4 润滑问题:润滑不良或油膜破裂也是振动的常见原因。
2. 振动处理的重要性2.1 安全性:振动过大可能导致设备失效和事故发生,对人员和设备安全带来威胁。
2.2 降低维护成本:振动引起的损坏和故障需要维修和更换零部件,增加了维护成本。
2.3 提高发电效率:振动会导致能源损失和效率下降,通过处理振动可以提高发电效率。
3. 振动处理方法3.1 振动监测:采用振动传感器等监测设备,实时监测汽轮机的振动情况,及时发现问题。
3.2 均衡转子:通过在转子上添加校正质量块或曲轴进行平衡处理,降低转子的振动。
3.3 结构加固:对支架等关键部位进行加固,提高设备的刚度,减少振动幅值。
3.4 润滑改善:保证良好的润滑状态,避免油膜破裂和润滑不足引起的振动。
3.5 操作规范:建立严格的操作规范,避免不当操作导致振动问题。
总结和回顾:焚烧发电汽轮机振动对设备安全、维护成本和发电效率都有重要的影响。
环境因素、设备问题、异常操作和润滑问题是导致振动的主要原因。
为了处理振动问题,可以通过振动监测、转子均衡、结构加固、润滑改善和操作规范等方法来降低振动幅值。
我们应该重视振动处理,确保设备的稳定运行和高效发电。
个人观点和理解:作为焚烧发电汽轮机振动处理的重要环节,需要我们关注和研究。
振动处理不仅关乎设备的安全和运维成本,还对整个焚烧发电厂的效益和可持续发展具有重要影响。
催化装置烟气轮机振动故障的分析与诊断本文应用旋转机械状态监测图谱、机组运行参数及检修方面的实际经验。
经过综合分析,找出了延安炼油厂200万吨/催化装置烟机振动故障形成的原因。
为同类型机组运行故障的排除提供了可以借鉴的宝贵经验。
标签:烟气轮机振动大状态监测烟气粉尘含量一、前言延安炼油厂200万吨/催化装置四机组中的烟气轮机(YL-18000A)为该装置的节能减耗的核心设备。
2013年5月20日12点左右,烟机进气温度由639℃降低至590℃。
烟机轴振动出现异常波动,烟机前轴XIA2712从26μm上升到60μm,后轴XIA2714从23μm上升到36μm 。
此后,烟机振动XIA2712值出现多次波动最高时上升至78μm。
针对此次异常状况,我们立即进行了详细分析。
二、分析情况1.旋转机械状态在线监测图谱基本情况烟机前端轴承测点为XI-2711 XI-2712后端轴承测点为XI-2713 XI-2714 多频谱结合相应测点的监测趋势图、频谱图,通过比较各个成分的振动值大小,可以看出,XI-2712的振动数值变化的突出成分为一倍频,即振动值的增大是由于1X分量发生变化所导致的。
引起1X分量的占主导成分的振动故障有不平衡、松动、共振、弯曲等多种情况,观察其他谐波尤其是高次谐波几乎没有幅值出现。
转子不平衡振动的故障识别特征:①不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动,在转子径向测点上的到的频谱图,转速频率成分具有突出的峰值。
②单纯的动不平衡振动,转速频率的高次谐波值幅很低,因此在时域上的波形是一个正弦波。
③转子的轴心轨迹形状基本上为一个圆或椭圆,这意味着置于转轴同一截面上相互垂直的两个探头,其信号相位差接近90度。
④转子的进动方向是正进动。
⑤除了悬臂转子之外,对于普通两端支撑的转子,不平衡在轴上的振幅一般不明显。
⑥转子振幅对转速变化很敏感,转速下降,振幅将明显下降。
综上所述的频谱特征与转子不平衡振动的故障识别特征较为吻合,初步判断为故障类型为转子动不平衡。
浅析汽轮机运行中的振动及防止措施作者:郑志强来源:《科学与财富》2017年第29期摘要:汽轮机作为一种提供源动力的大型机械设备,主要应用于大型发电厂或者工业制造、车船制造业,在汽轮机的运行中,产生振动是最容易出现的一个问题,这种问题会引起汽轮机产生故障,不利于设备的正常运行,严重时会影响到发电厂和工业制造企业的发展。
关键词:汽轮机;振动;防止措施引言:在汽轮机运行的过程中,引起振动的原因复杂多变,但汽轮机振动是机械设备发生故障的具体表现和导致故障产生的主要因素,因此,如何防止汽轮机在运行中发生震动,保证大型电厂或工业制造企业的正常运行,使我们应当重视和解决的主要问题。
一、汽轮机的运行原理和分类(一)运行原理在我国,汽轮机广泛地被应用在大型火力发电和核能发电厂为火力发电和核能发电提供源动力来源[1],它在火力发电中发挥作用的工作原理是通过燃烧煤炭的火力和热量把水转化成蒸汽,大量的蒸汽聚集会产生强大的气压,汽轮机的转动就是靠这种气压来推动的,这样就完成了汽轮机的运行,在整个过程中,从能量转化的角度来说,就是把热能转变为机械能量的过程,汽轮机运行的另一端,再连接上电磁发电机的叶轮部位,就有实现了通过汽轮机的转动带动发电机的运行的过程,最后,有发电机完成电能量的储备。
(二)主要类别第一,按热力原理主要可分为凝汽式、抽汽凝汽式和背压式等;第二,从用途的角度讲,汽轮机主要用于供电、供热、工业用汽轮机和船舶推动汽轮机;第三,按汽轮机的进汽压力的高低又可把汽轮机分为低压、中压、高压、次高压,最顶级的进汽级别是超高压。
二、汽轮机振动的原因分析引起汽轮机振动的原因是多种多样的,但产生振动现象的主要原因有油膜的稳定性缺失、汽轮机运行过程中的气流振动和由于受热不均匀导致的汽缸膨胀障碍,出现汽缸膨胀不均匀的情况。
第一,油膜稳定性缺失。
汽轮机发生油膜失稳主要有两种形式,半速涡动和油膜振荡。
半速涡动的情况是,当机器转子的转动速度比第一临界点转速低至两倍时,转速就会逐渐提高,而在这个提高转速的过程里,汽轮机的振动一般会在一个转速相对较低的阶段出现,然后一直振动到转子的转速达到峰值,或者还有一种情况是,振动会在转子转速达到某个随机数值时小时,二在转子转速由低到高的变化过程中,当到达转速变化的临界点时,涡轮转动的频率就会发生改变,但其中转动程度力的半频关系是恒定不变的。
引起烟气轮机振动的常见原因与预防措施摘要:根据烟气轮机处理的工作介质特性,分析了引起烟气轮机振动的机理。
对由转子不平衡引起的振动进行了讨论,给出了转子不平衡引起振动的故障诊断依据并提出了预防措施。
关键词:烟气轮机转子不平衡故障诊断一、引言烟气轮机(又称烟气透平,简称烟机)是石油化工行业常用的关键设备之一,它利用催化裂化装置在生产过程中产生的高温低压烟气的热能及压力能驱动离心式或轴流式主风机或发电机等设备工作或发电,达到回收能量的目的。
烟气机组的运行状况直接关系到装置的运行周期和能耗水平,对保证装置正常平稳运行和节能降耗具有重要意义。
然而,烟气轮机也是石油化工行业关键设备中发生故障率最高的。
频繁停机导致装置能耗上升,处理量下降,严重的使装置切断进料甚至非计划停工的现象时有发生,严重影响了企业的正常生产和经济效益。
因此,研究烟气轮机的常见故障、产生故障的原因以及预防、消除故障的措施,对企业节能降耗,保证正常生产具有重要意义。
二、烟气轮机振动的机理烟气轮机的工作介质中含有催化剂固体颗粒,这种高温气-固两相流动对烟气轮机的气动热力性能和叶片的磨损要产生主要影响。
高温提高了催化剂固体颗粒的黏度,使其辅着在叶片等转动部件上的机率增加。
研究表明,催化剂微粒的浓度对叶片的磨损影响及大,含粉尘浓度是造成叶片磨损的主要原因之一。
因此,导致烟机故障率居高不下的主要因素是高温和粉尘,烟机组的机械故障,主要与这两者有关。
工程实践中,烟机常见的故障有:磨损、叶片断裂、粉尘堆积、动静摩擦、动平衡破坏、同心度偏移、油膜失稳、壳体变形及管线应力影响都直接或间接与这两者密不可分,以上几种故障均会引起烟机的振动。
本文将就烟机转子因磨损及动平衡造成破坏引起的振动进行研究。
1.磨损烟气中所含的以催化剂为主的烟气粉尘,随烟气一起高速通过烟机叶片,对烟机流道产生冲刷,在高温的作用下(通常烟气入口温度在620℃以上),烟气粉尘对转子的磨损加剧,磨损严重的部位常发生在叶片、台肩、榫槽等部位,会出现刀刃状或拇指状的划痕,冲蚀严重时会出现蜂窝状。
催化烟机振动高原因分析及改善措施探讨摘要:烟气轮机(简称烟机)是催化裂化装置的核心设备,同时也是该装置主要的节能设备。该机通过再生烟气的压力和热能进行膨胀做功,从而有效带动主风机运行及发电,其运行情况直接影响到装置的运行周期和能耗水平。通过利用设备故障状态监测诊断技术,对烟气轮机振动信号进行分析,能够准确预测烟气轮机转子上有沉积和粘附的催化剂掉落所致的故障,准确预测了虽然烟气轮机振动大,但不影响机组正常运行的问题。关键词:烟气轮机;振动;分析1汽轮机简介YL31000A型烟气轮机是催化裂化(Ⅱ)装置项目中能量回收机组的关键设备,是由中国石化工程建设公司(SEI)和中国石油渤海装备兰州石油化工机械厂在多年积累YL型烟机设计、生产及运行经验基础上,设计生产的1台结构简单、合理、可靠的烟气轮机。装置中的主风机组采用电机和烟气轮机联合驱动的三机组配置形式,如图1所示。其参数如表1。图1主风机组示意图表 1 烟机参数某480万t/年催化裂化装置2017年9月1次开车成功,其中能量回收机组采用烟机-轴流式压缩机-齿轮箱-电机的机组配置形式,如图1所示。烟机型号及参数见表1。自2017年9月开工后,装置运行平稳。主风机的运行靠电机和烟机同时带动,电机始终处于授电状态。烟机运行过程之中存在轴振动偏大的情况,主要体现在烟机后支撑轴瓦处。烟机的振动在大幅工艺调整及生产波动中,出现上涨且难以回落,振动值在数次波动中逐步上涨。2020年5月份中旬的振动趋势如图2所示,可见最高的振动值已经达到了71μm,此后VI13454的振动值维持在了65μm左右,已经在厂家规定的高报值上运行。2020年9月初,振动因生产波动再次上涨,此后振动峰值一度超过80μm,基本维持在78μm的振动值上运行,已经超过厂家所规定的高高报警值,于9月15日对主备风机进行切换操作,主机停运,烟机开始检修。图2 2020年5月烟机后支撑轴瓦振动值图3 2020年9月烟机后支撑轴瓦振动值2振动高原因分析及应对措施2.1烟机垢物的影响烟机解体后可见大量的催化剂垢物附着于静叶、动叶、导流锥和烟机壳体上,垢物连片附着且硬度较大。有研究表明烟气在适宜的温度和湿度下可生成低熔点共晶体,低熔点共晶体会让催化剂变得比较黏稠,因此催化剂粉末(直径小于15μm)由于静电作用会具备一定的吸附能力,在烟机轮盘冷却蒸汽和密封蒸汽的作用下,催化剂细粉易在动叶、静叶片及流道等部位更容易吸附沉积下来,从而破坏转子动平衡。在停机与拆卸过程中,大片的结垢物从工件表面脱落,表现为停机冷缩后的剥离。因此可以推断,在再生器负荷变化的过程中,受到高速烟气的冲刷作用、烟气温度的变化以及轮盘冷却蒸汽调整的影响,流道中的垢物从附着面上剥离,对转动部分造成了冲击,同时,动叶部分的垢物脱离造成了动平衡的破坏,振动也会上升。针对此种情况,应该保障再生器压力、再生温度的稳定,提高和降低处理量要缓慢、平稳,不能出现大幅波动,同时,避免出现再生器尾燃的工况。及时关注三旋四旋的操作,控制好各个旋分器的线速,保证烟机入口的烟气指标合格不超标。保证冷却蒸汽的品质,严禁出现热度不足和蒸汽带水的情况发生。在控制轮盘温度的时候,对轮盘冷却蒸汽的调整应该平稳,切忌出现大幅度的波动,避免因烟气冲刷出现大面积结垢层脱落,导致转子动平衡被破坏,振动剧烈上升的情况。此次检修也将转子直接进行整体更换,确保转子动叶叶片的完整性以及动平衡的精度。2.2轴瓦间隙及瓦背紧力的影响拆卸后通过测量法对支撑轴瓦的间隙进行了计算,所得前后轴瓦间隙值分别为0.47mm及0.35mm,数值较大。同时,利用压铅丝的方法对前后轴瓦的瓦背进行了紧力测量,其中前轴瓦紧力为0.015mm,而后轴瓦的瓦背紧力值为正值,也即是瓦背没有紧力而是存在间隙,最大的间隙值为0.18mm。由于后轴瓦的瓦背存在间隙,轴瓦的振动空间大,进而引起了振动值偏高。2个紧力数据也正好符合运行过程之中前轴瓦振动值较后轴瓦振动值低的情况。一般瓦背紧力数据为0.05mm,紧力较大虽然可以一定程度缓解振动,却会降低油膜厚度,影响轴承散热,造成轴瓦温度过高。因此,回装时对前后瓦背垫了不同的铜皮,增加瓦背紧力,同时,不过度压紧。调整后的前后紧力约为0.04mm。后续投用应该密切关注轴瓦温度,避免超温及磨损。2.3润滑油温度对振动的影响润滑油主要作用是润滑和减震。当润滑油温度低时,黏度增加,油不能顺畅流于轴承之间,散布不均影响轴承油膜建立,容易使机组振动增大;当润滑油温度高时,黏度下降,油膜的刚度降低,进而导致油膜涡动,使振动加大。从趋势看润滑油冷后温度变化对振动没有明显影响。烟机润滑油冷后温度正常控制在39~42℃,烟机润滑油冷后温度的控制对烟机的长周期平稳运行是至关重要的,对润滑油膜的形成起决定性作用,直接影响轴瓦的使用寿命。为了减少润滑油冷后温度对烟机振动的影响,我们可以通过润滑油冷却器的循环水调节及时改变润滑油冷后温度,使润滑油冷后温度一直保持在合理区间,保证油膜良好的建立,烟机振动升高后,对润滑油冷后温度进行了及时调整,保障机组平稳运行。2.4及时进行卸废剂和置换平衡定期及时的将废催化剂卸出,保证旋分器分离效率,使进入烟机的烟气合格催化剂浓度保持在较低水平,实时在线监控粉尘浓度。加快平衡催化剂置换,保障烟机运行工况始终处于良好状态。3结语催化烟机是整套装置的核心设备,能否平稳运行直接关系到全厂的蒸汽平衡和经济效益。本文通过生产实践经验具体分析了造成催化烟机振动偏高的原因并有针对性的采取一些措施,有效降低了烟机振动,也为同类装置烟机振动高等问题的解决提供了参考。参考文献:[1]杨俊,卢纲,张银.催化裂化装置中烟气催化剂对烟气轮机运行影响[J].石油化工设备,2018,47(04):60-64.[2]孙红亮.FCC烟机振动变化分析及改善措施[J].广东化工,2019,46(10):93-94+96.[3]张笑笑,王建军,陈帅甫.烟气轮机内催化剂颗粒碰撞模型研究进展[J].中国粉体技术,2017,23(2):12-19.。
燃气轮机燃烧室内振动特性分析与控制燃气轮机是一种常用的大功率发电设备,其高效率和低排放使其成为许多能源系统的理想选择。
燃气轮机的核心部件是燃烧室,它负责将燃料与空气混合并点燃,产生高温高压燃气来驱动涡轮。
然而,燃烧室内的振动问题对燃气轮机的可靠性和性能提出了挑战。
本文将对燃气轮机燃烧室内振动特性进行分析与控制的相关问题进行探讨。
1. 燃气轮机燃烧室振动的原因燃气轮机燃烧室内的振动问题主要源自两个方面:燃烧过程和流动特性。
1.1 燃烧过程引起的振动燃烧室内发生的燃烧过程是引起振动的主要原因之一。
燃烧过程中的火焰形成和燃烧不稳定性会导致燃烧室内的压力和温度变化,进而引起燃烧室的振动。
燃气轮机燃烧室内的火焰形状和燃烧速度会受到多种因素的影响,如燃料的喷射方式、燃料-空气比、进气温度等。
这些因素的变化都可能引起燃烧室内的振动。
1.2 流动特性引起的振动燃气轮机燃烧室内的流动特性也是引起振动的重要原因之一。
在燃烧室内,燃料和空气通过喷嘴混合进入燃烧室,形成燃烧区域。
然而,由于喷嘴的设计和燃烧室内的局部流动不均匀性,燃料和空气的混合并不完全,会导致燃烧室内形成不稳定的燃烧区域,引起振动。
2. 燃气轮机燃烧室振动的影响燃气轮机燃烧室的振动问题对燃气轮机的性能和可靠性产生了严重的影响。
2.1 性能影响燃烧室内的振动会导致燃料和空气的混合不均匀,进而影响燃烧效率和燃料的利用率。
不完全燃烧和不稳定的燃烧将导致排放物的增加和热效率的降低。
2.2 可靠性影响燃烧室内的振动会导致燃烧室壁面的应力集中和疲劳破坏,缩短燃烧室的使用寿命。
此外,燃烧室的振动还可能引起燃烧室的失稳和共振,导致破裂和严重的机械故障。
3. 燃气轮机燃烧室振动的分析方法为了分析和控制燃气轮机燃烧室的振动问题,工程师们采用了多种分析方法。
3.1 数值模拟数值模拟是一种常用的燃烧室振动分析方法。
通过建立合适的数学模型和计算流体力学模拟,可以模拟燃气轮机燃烧室内的流动和燃烧过程,并预测振动的产生和传播路径。
燃气轮机燃烧室振动分析与控制燃气轮机作为一种常见的动力设备,广泛应用于发电、飞机等领域。
而燃气轮机中的燃烧室振动问题一直备受关注。
本文将对燃气轮机燃烧室的振动问题进行分析与控制方面的探讨。
I. 燃烧室振动的成因及影响因素燃烧室振动的成因有多种,主要包括以下几个方面:1. 火焰振动:燃烧室中的火焰不稳定引起的振动是燃烧室振动的主要原因之一。
火焰的振动会导致燃烧室内气流的不稳定,从而引起燃烧室壁面的振动。
2. 燃气动力振动:燃气轮机中的燃料在燃烧室内燃烧产生高温高压的燃气,这些燃气的动力作用也会引起燃烧室的振动。
3. 燃烧过程的非线性特性:燃烧过程中的非线性特性会导致燃烧室振动的不稳定性。
燃烧过程中的压力波动、火焰的不稳定等都会对燃烧室振动产生影响。
4. 设计和制造缺陷:燃烧室的设计和制造缺陷也是导致振动问题的重要原因。
例如,燃烧室结构的刚度和稳定性不足,或者燃烧室部件的装配质量不佳等都会导致燃烧室的振动问题。
以上因素都会对燃气轮机燃烧室的振动产生重要影响,进一步影响整个燃气轮机的运行效果和寿命。
II. 燃烧室振动的危害及检测方法燃烧室振动问题如果不能及时有效地控制,可能会带来以下几个方面的危害:1. 对设备的损坏:燃烧室振动会导致燃烧室壁面和燃气轮机其他部件的疲劳破坏,进而影响整个燃气轮机的正常运行。
2. 对系统效率的影响:燃烧室振动会导致燃气轮机的机械损失增加,进而降低系统的整体效率。
3. 对运行安全的威胁:燃烧室振动过大可能引起燃烧室壁面的失效,进而引发火灾等严重事故。
为了及时发现燃烧室振动问题,可采用以下几种常见的检测方法:1. 振动传感器:通过安装振动传感器在燃烧室壁面或其他受振部位,实时监测振动信号,并进行数据分析,以判断振动是否超过预设标准。
2. 声音传感器:通过安装声音传感器,测量燃烧室内的声音信号,通过信号处理技术分析声音的频谱特征,判断是否存在异常振动。
3. 摄像技术:借助高速摄像技术,对燃烧室内的火焰和气流进行实时拍摄,结合图像分析方法,识别火焰的非稳定性,判断是否存在火焰振动问题。
引起烟气轮机振动的常见原因与预防措施摘要:根据烟气轮机处理的工作介质特性,分析了引起烟气轮机振动的机理。
对由转子不平衡引起的振动进行了讨论,给出了转子不平衡引起振动的故障诊断依据并提出了预防措施。
关键词:烟气轮机转子不平衡故障诊断
一、引言
烟气轮机(又称烟气透平,简称烟机)是石油化工行业常用的关键设备之一,它利用催化裂化装置在生产过程中产生的高温低压烟气的热能及压力能驱动离心式或轴流式主风机或发电机等设备
工作或发电,达到回收能量的目的。
烟气机组的运行状况直接关系到装置的运行周期和能耗水平,对保证装置正常平稳运行和节能降耗具有重要意义。
然而,烟气轮机也是石油化工行业关键设备中发生故障率最高的。
频繁停机导致装置能耗上升,处理量下降,严重的使装置切断进料甚至非计划停工的现象时有发生,严重影响了企业的正常生产和经济效益。
因此,研究烟气轮机的常见故障、产生故障的原因以及预防、消除故障的措施,对企业节能降耗,保证正常生产具有重要意义。
二、烟气轮机振动的机理
烟气轮机的工作介质中含有催化剂固体颗粒,这种高温气-固两相流动对烟气轮机的气动热力性能和叶片的磨损要产生主要影响。
高温提高了催化剂固体颗粒的黏度,使其辅着在叶片等转动部件上的机率增加。
研究表明,催化剂微粒的浓度对叶片的磨损影响及大,
含粉尘浓度是造成叶片磨损的主要原因之一。
因此,导致烟机故障率居高不下的主要因素是高温和粉尘,烟机组的机械故障,主要与这两者有关。
工程实践中,烟机常见的故障有:磨损、叶片断裂、粉尘堆积、动静摩擦、动平衡破坏、同心度偏移、油膜失稳、壳体变形及管线应力影响都直接或间接与这两者密不可分,以上几种故障均会引起烟机的振动。
本文将就烟机转子因磨损及动平衡造成破坏引起的振动进行研究。
1.磨损
烟气中所含的以催化剂为主的烟气粉尘,随烟气一起高速通过烟机叶片,对烟机流道产生冲刷,在高温的作用下(通常烟气入口温度在620℃以上),烟气粉尘对转子的磨损加剧,磨损严重的部位常发生在叶片、台肩、榫槽等部位,会出现刀刃状或拇指状的划痕,冲蚀严重时会出现蜂窝状。
因此,为保证叶片寿命和烟气轮机的效率,我国一般要求烟气轮机含粉尘浓度不大于200mg/nm3。
此外,颗粒尺寸一般要求大于的不超过8%。
因为粒度大的微粒在离心力的作用下易于集中到叶片顶部,造成局部严重磨损。
2.叶片断裂
当烟气均匀冲刷叶片时,磨损对烟机转子平衡的影响不明显,而当出现不均匀磨损时,会对转子动平衡造成破坏,机组振动值上升。
当冲蚀造成叶片受损严重时,机组振动较大,受损叶片在长期振动产生的交变应力的作用下极易发生疲劳断裂破坏。
叶片突然断裂会使烟机转子动平衡严重破坏,使得振幅瞬间上升。
3.粉尘堆积
目前在用的各类烟机中普遍采用过热蒸汽或饱和蒸汽冷却、吹扫烟机轮盘。
高温的烟气通过混有较低温度的蒸汽时,或吹扫蒸汽本身带有不饱和蒸汽时,在水分凝结作用下,烟气粉尘会大量附着在烟机流道及叶片上。
这些结焦物有时是均匀分布的、有时是不均匀的,它们将直接影响转子的动平衡。
特别是烟机运转过程中烟气条件不断变化或结焦物增多、增重后,附着在叶片某部位的结焦物受离心力作用被甩脱,这样就严重破坏了转子的动平衡,引起机组振动值突发性升高。
而当结焦物大部分被甩掉后,烟机的振动又会降下来。
很多烟机运行时振动情况波动都是这一过程引起的。
粉尘堆积现象更容易发生在双级轮盘的烟气轮机上,这也是双级烟机故障率相对偏高的主要原因。
三、烟气轮机系统振动的微分方程及响应
四、烟气轮机振动的故障诊断
为保证烟机在生产过程的安全性和可靠性,使设备发挥最大的经济效益,对其进行在线振动监测与故障诊断,以便在整个系统发生较大破坏之前及时维护或有准备的停机,具有重要的经济意义和实用价值。
而烟机常见的故障是由于转子部件质量出现偏心或转子部件出现缺损造成的转子不平衡引起的,造成转子不平衡原因按其发生过程可分为原始不平衡、渐发性不平衡和突发性不平衡等几种情况。
原始不平衡由转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因
引起。
渐发性不平衡由转子在生产过程中不均匀结垢,介质中粉尘的不均匀沉积,介质所含颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的腐蚀等因素造成。
表现为振动幅值随运行时间的延长逐渐增大。
在生产实际中,烟机旋转轴在各个方向上刚度有差别,轴承的支撑刚度沿各向分布也不同,因而,转子因不平衡质量在相应在x、y方向不仅振幅不同,而且相位差也不是900,因此转子的轴心轨迹不是圆而是椭圆。
通过分析数据及频谱,得出以下初步判断:
(1)烟气轮机组各测点的振动主要表现为93hz,振源在于压缩机转子的不平衡量。
(2)压缩机垂直方向的振动比较大,方向性比较明显,检查轴瓦间隙是否合适及基础是否有松动。
根据以上分析结果,对机组地脚螺栓、机组进出口管线及其支座进行了细致排查,发现机组地脚螺栓紧固无松动。
由于检测到出口管线的弹簧支座振动较大,达到约30mm/s,所以在现场调整机组弹簧支座压缩量,观察机组振动情况,经试验发现在调整过程中机组的垂直振动值没有减小,振动值没有发生根本变化,从而可以初步判断机组振动与机组基础无关,振动原因在于机组转子的不平衡或者机组轴承间隙偏大。
8月5日停下机组,对机组拆修,并逐项检查了以下项目。
(1)拆开机组轴承测量间隙检查,测量轴承顶间隙(抬轴法)0.25mm,在标准值0.18~0.26 mm范围内,轴承间隙符合要求;
(2)烟机转子吊出检查发现一级、二级叶轮流道入口积灰较多,清理粘结的灰垢,见图5-2。
(3)抽出烟机出口弹簧支座检查,检查发现弹簧性能良好,没有出现断裂等现象。
(4)拆开烟机入口及出口风道的人孔进行检查,发现风道内有少量的灰尘和杂物,并清理干净。
检修完毕后,机组在6日回装好,7日启动风机,并入系统。
itcc 控制系统检测到风机南瓦垂直振动值为约35μm,机组振动异常的情况已完全消除。
六、预防与消除烟气轮机常见振动的措施
综上所述,由于烟气轮机在石化生产中的重要性和工作介质中含有催化剂固体颗粒的具体情况,在生产实际中,首先要控制进入烟气轮机工作介质中催化剂颗粒的浓度,其次中加强对烟气轮机机组的在线监测,及时发现异常振动,并结合历史记录,准确判断振动产生的原因,为机组的检修指明方向,节约检修时间。
参考文献
[1]力学,赵凯华罗蔚茵,高等教育出版社,2003.
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[4]机械设备故障诊断实用技术,杨国安,中国石化出版社,2007.。