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汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究

汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究
汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究

Interna l Combustion Engine &Parts 0引言当前,电力工业取得了巨大的发展成就,汽轮发电机组在电力工业中的应用日渐广泛。同时,电力生产对汽轮发电机组运行提出了较高的安全性要求。汽轮发电机组存在的转子不平衡振动故障会严重影响其运行安全,且会缩减其使用寿命,并最终影响电力工业的经济效益。对此,要深入考察汽轮机组转子不平衡原因,并采取有效措施对转子不平衡振动故障进行处理。

1汽轮发电机组振动分类及影响因素1.1汽轮发电机组振动分类

汽轮发电机组振动主要分为两类,一类是强迫振动,一类是自激振动。其中,强迫振动可分为两种:①普通强迫振动。此类振动主要原因为机组转子质量不平衡引起的,这类振动呈现一倍频率的振动,若转速保持稳定,振动也保持稳定。②非定常强迫振动。此类振动虽然也呈现为一倍频率的振动,但其振幅及相位缺乏稳定性[1]。

1.2汽轮发电机组振动的影响因素

汽轮发电机组振动的影响因素主要包括如下方面:①对汽轮机进行启动时,缺乏恰当的暖机时间,升速过快,造成汽缸出现不均匀膨胀;滑销系统存在卡涩,阻碍汽缸进行自由膨胀,导致汽缸相对转子发生倾斜,形成一定的位

移偏差,进而引发振动[2]

。②在运行过程中,机组出现真空下降,导致排汽温度出现升高,且抬高了后轴承,对机制中心造成破坏,形成振动。③未能找准机制中心,在运行过程中出现振动,且在负荷增加的情况下,振动逐渐增大。④机组实际进汽温度相对超出相应的设计值,增加了胀差,并加剧了汽缸变形,导致机组中心实际移动相对超出其具体允许限度。⑤在运行过程中,机组叶片发生脱落以及折断等。

2汽轮机组转子不平衡原因2.1转子热弯曲

在机组负荷呈现快速变化的各类情况下,转子各处接受不同的热量,其内部存在不同温度。在温差影响下,转子受热发生膨胀的过程中,各部位产生的实际膨胀量各不相同,转子内部形成热应力,进而导致转子弯曲;同时,转子各截面相应质心的具体空间位置会发生改变,破坏转子自身质量分布相应的平衡状态,导致转子在转动过程中形成离心力,引发转子振动。转子实现均匀受热后,即可对固有的平衡状态进行恢复,且会逐步散失其热应力,并最终消除转子热弯曲[3]。

2.2转子动静摩擦

汽轮机组转子,

其转动与静止两类部件间存在的间隙日趋缩小,增加了动静摩擦的发生几率。在轴封瓦、隔板汽

封、轴端汽封等部位均会产生动静摩擦,进而会增强转子运动实际轨迹的复杂性,并在摩擦生热的影响下,导致转子局部出现升温现象,并引发转子热弯曲,极易引发振动故障,对机组运行安全造成危害。

2.3转子突发性不平衡汽轮机组经过长期使用,其机械设备会出现不同程度的老化,同时机组的运行环境若发生恶化,也会导致部分零部件发生松动、脱落,造成汽轮机组形成突发性不平衡,进而引发振动故障。通常,中心孔堵头、拉筋、围带以及动叶片等转子配件会在不同程度上出现突发性不平衡。例如,在转子转动过程中,围带以及动叶片发生脱落后,会沿着圆周方向飞出;在转子振动影响下,中心孔堵头会出现脱落。

3汽轮发电机组转子不平衡振动故障处理3.1转子不平衡故障机理3.1.1转子静不平衡机理转子大轴转动过程中,其偏心现象导致的离心力如下式所示:F=Me 棕2

在上式中,M*e 表示不平衡量

观察图1可知,转子相应的旋转轴线上不存在其质心,转子发生转动,则在上图简化平面中,转子将承受一定的离心力,该离心力经过质心。若转子上存在不平衡量,其形成的离心力将对转子质心经过,因此,在转子转动过程中,此类离心力不存在力矩,此即为转子静不平衡的相应机理。其偏心质量处于垂直下方,才能确保旋转停止。转子对旋转进行重新启动后,其偏心质量所引发的偏心激振力较大,会导致转子实际振动幅值脱离其相应的安全范围。

3.1.2转子动不平衡机理

转子各截面相应质心形成具有不同方向的离心激振力,进而在旋转中心线相应平面上形成合力偶作用,在两

汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究

李可人;周觅;雷浩

(卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司,南阳473000)

摘要:当前,汽轮发电机组在电力工业中得到了日渐广泛的应用。汽轮发电机组极易出现转子不平衡振动,会影响其运行安全性。

对此,有必要采取有效措施对此类故障进行处理。本文简述了汽轮发电机组振动分类及影响因素,浅析了汽轮机组转子不平衡原因;

探究了汽轮发电机组转子不平衡振动故障处理措施,以期为汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究提供借鉴。

关键词:汽轮发电机组;振动监测;不平衡

图1

·153·

DOI:10.19475/https://www.doczj.com/doc/ff18038140.html,ki.issn1674-957x.2019.05.072

汽轮机大轴偏心与晃度

晃动度的测量方法: 转子的晃动度的测量是在汽机轴承内进行。首先把测点打磨光滑,将千分表架固定在轴承或汽缸水平结合面上。为了测量最大晃动度的位置,需将圆周分为八等份,用笔按照逆时针方向编号。表的测量杆对准位置1并与表面垂直,适当压缩一部分使大针指“50”。按旋转方向盘动转子,顺次对准各点进行测量,并记录各测点的数值。最大晃动值是直径两端相对数值的最大差值,最大晃动度的1/2即为最大弯曲值。 晃动度与以下因素有关: 1、汽缸上下壁温差; 2、轴封供汽温度; 3、一侧轴封被严重磨损; 4、轴颈在运行中振动大及轴承钨金脱落; 5、轴端部件有摩擦和振动; 6、轴段或叶轮轮毂有单侧严重摩擦; 7、汽轮机振动大及大修过程中等。 汽轮机大轴偏心度的定义及影响因素: 汽轮机在启动或停机过程中,偏心测量已成为必不可少的测量项目。它能测量到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度。偏心是在低转速的情况下,对轴弯曲的测量,这种弯曲可由下列情况引起:原有的机械弯曲,临时温升导致的弯曲,在静态下必然有些向下弯曲,有时也叫重力弯曲。转子的偏心位置,也叫做轴的径向位置,它经常用来指示轴承的磨损以及予加的负荷大小,例如由不对中导致的那种情况。它同时也用来决定轴的方位角,方位角可以说明转子是否稳定。 偏心检测系统DYW-P型偏心监控仪是精密测控仪表。具有报警与停机控制信号输出,设有电流输出通用接口,可与计算机等设备连接。该监控仪采用160×80(mm)通用机箱,LED数字显示,PVC彩色面膜和轻触摸键,外形美观,款式新颖,结构合理,安装简单,性能稳定,质量可靠,测量准确。 现场常发生的汽轮机偏心大有以下几种原因: 1、测量装置本身有问题,造成测量值摆动大,无法读取。建议汽机检修检查处理,将机械测量与热工测量进行校对; 2、汽轮对轮安装时原始张口不合格,超过80um,导致盘车时偏心大与原始值20um 以上。这种现象一般不易调校,要对对轮进行调整; 3、运行中偏心变大,可能存在动静碰磨、油膜振荡、汽温突降或水击、汽流激振、电磁干扰、轴承油膜刚度不足、汽轮机转子部件脱落或松动等因素。 4、汽轮机转子出现热弯曲或出现裂纹; 5、机组启动过程中汽缸温差,特别是上、下缸温差和法兰内、外壁温差超标会

转子不平衡的故障机理与诊断

转子不平衡的故障机理与诊断(1) 转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障,它是旋转机械最常见的故障。据统计,旋转机械约有一半以上的故障与转子不平衡有关。因此,对不平衡故障的研究与诊断也最有实际意义。 一、不平衡的种类 造成转子不平衡的具体原因很多,按发生不平衡的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。 原始不平衡是由于转子制造误差、装配误差以及材质不均匀等原因造成的,如出厂时动平衡没有达到平衡精度要求,在投用之初,便会产生较大的振动。 渐发性不平衡是由于转子上不均匀结垢,介质中粉尘的不均匀沉积,介质中颗粒对叶片及叶轮的不均匀磨损以及工作介质对转子的磨蚀等因素造成的。其表现为振值随运行时间的延长而逐渐增大。 突发性不平衡是由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞造成,机组振值突然显著增大后稳定在一定水平上。 不平衡按其机理又可分为静失衡、力偶失衡、准静失衡、动失衡等四类。 二、不平衡故障机理 设转子的质量为M,偏心质量为m,偏心距为e,如果转子的质心到两轴承连心线的垂直距离不为零,具有挠度为a,如图1-1所示。

图1-1 转子力学模型 由于有偏心质量m和偏心距e的存在,当转子转动时将产生离心力、离心力矩或两兼而有之。离心力的大小与偏心质量m、偏心距e及旋转角速度ω有关,即F=meω2。众所周知,交变的力(方向、大小均周期性变化)会引起振动,这就是不平衡引起振动的原因。转子转动一周,离心力方向改变一次,因此不平衡振动的频率与转速相一致,振动的幅频特性及相频特性。 三、不平衡故障的特征 实际工程中,由于轴的各个方向上刚度有差别,特别是由于支承刚度各向不同,因而转子对平衡质量的响应在x、y方向不仅振幅不同,而且相位差也不是90°,因此转子的轴心轨迹不是圆而是椭圆,如图1-2所示。 由上述分析知,转子不平衡故障的主要振动特征如下。 (1) 振动的时域波形近似为正弦波(图1-2)。 (2)频谱图中,谐波能量集中于基频。并且会出现较小的高次谐波,使整个 频谱呈所谓的“枞树形”,如图1-3所示。

汽轮机振动异常原因分析及解决方法

汽轮机振动异常原因分析及解决方法前言 汽轮机的振动大小,是评价汽轮机组运行可靠性的重要指标。对于高速转动的汽轮机来说,微小的振动是不可避免的,振动幅度不超过规定的标准属于正常振动。对汽轮机的运转没有影响,但是当振动超过规定限值时,对整个汽轮机组的运行是有害的,表明机组内部存在缺陷。本文所分析的就是这种振动过大的异常振动产生的原因和减小振动的方法。 一、汽轮机振动过大的危害 汽轮机组振动过大,会使机组内部部件的连接松动,基础台板和基础之间的刚性连接削弱,或使机组的动静部分发生摩擦,造成转子变形、弯曲、断裂,甚至是叶片损坏。当机头发生振动时,可能直接导致危机保安器动作,造成停机事故。当汽轮机动静叶片由于过大的振动而发生相对偏移时,会造成高低压端部轴封发生不正常磨损。低压缸端轴封的磨损破坏轴封的密封作用,使空气被吸入负压状态下的低压缸,破坏凝汽器的真空,直接影响汽轮机组的经济运行。高压缸端轴封的破坏会使高压缸的蒸汽大量向外泄露,降低高压缸做功能力,甚至会引起转子发生局部热弯曲。泄露的高压蒸汽如果进入轴封系统的油档中,使润滑油内混入水分,造成油膜失稳,也可能产生油膜振荡,造成轴瓦乌金熔化。当过大的振动造成轴弯曲时,可能使发电机滑环和电刷的磨损加剧、静子槽楔松动、绝缘被破坏,造成发电机或励磁机事故。当过大的振动造成某些紧固螺丝松脱、断裂时,甚至会造成整个汽轮机组的报废。所以,消除异常振动,是确保安全生产的重要环节。 二、汽轮机异常振动的原因分析与解决方法 汽轮机组负担着将热能转化为电能的任务,由于其长时间运行、关键部位长期磨损等特点,各种故障时常发生,其中,振动异常是汽轮机组常见故障中最频繁的一种,严重影响了电厂的正常发电。由于振动产生的原因非常复杂,汽轮机

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。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面,汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 (一)汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征:一是应该出现较大量值的低频分量;二是振动的增大受运行参数的影响明显,且增大应该呈突发性,如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振;对于大型机组,由于末级较长,气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象;轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征,其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据,连同机组满负荷时的数据记录,做出成组曲线,观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率,从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程,观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性,消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态,采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 (二)转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系,大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段,此时转子温度逐渐升高,材质内应力释放引起转子热变形,一倍频振动增大,同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是

转子故障振动机理分析

转子故障振动机理分析 转子故障引起振动有许多形式, 现对其中的几个典型振动故障产生的原因及其对应的振动机理进行如下分析: 1.转子不平衡故障及振动机理分析 转子不平衡包括转子系统的质量偏心及转子部件出现缺陷;转子质量偏心是由于转子的制造误差、装配误差、材料不均匀等原因造成的,称为初始不平衡。转子部件缺损是指转子在运行中由于腐蚀、磨损、介质结垢以及转子受疲劳力的作用,使转子的零部件(如叶轮、叶片等)局部损坏、脱落、碎片飞出等,造成的新的转子不平衡。转子质量偏心及转子部件缺损是两种不同的故障,但其不平衡振动机理却有共同之处。 振动机理分析:旋转过程中,转子产生不平衡离心力与力矩通过支承点作用在轴及轴承上,引起振动.设转子质量为M(包括偏心质量m),偏心距e,旋转角频率w=2 f(v f为 v 转动频率),在t瞬时位移在直角坐标系分量x,y,如图6-3所示,则可得转子中心运动微分方程为 图6-3 转子力学模型

则有 以上几式中的K可以近似简化为机器的安装总刚度,M为机器的总质量,为K和M构成的振动体的无阻尼固有频率。为无量纲阻尼因子,它的取值不同,会影响到系统 的响应,是激励频率与固有频率之比,也是无量纲因子。根据上式,按不同的频率比和阻尼系数的变化,作出幅频响应图及相频响应图,如下图所示: 图6-4 幅频响应图及相频响应图 转子不平衡所引起振动有下列特点:振动方向为径向,振动的特征频率等于转频;转子的轴承均发生较大的振动;在转子通过临界转速时振幅有特别显著的增大;在高速下随转轴转速上升振动很快增大;振动频率与转速相等且为正弦波;在没有带负荷时振动就达到最大值. 2.转子不对中故障振动机理分析 机组各转子之间由联轴器联接构成轴系,传递运动和转动。由于机器的安装误差、承载后的变形以及机器基础的沉降不均等,造成机器工作状态时各转子轴线之间产生轴线平

机械故障诊断论文 旋转机械故障诊断技术

XX大学机械交通学院 机械故障诊断论文 题目:旋转机械故障诊断技术 姓名学号: 指导教师: 年级专业:机械设计制造及其自动化084班所在学院:机械交通学院 课程评分: 二零一一年12月18日

旋转机械故障诊断技术 摘要:通过分析旋转式机械各种故障产生机理的基础上,归纳和概括了传统故障诊断的基本原理和典型故障振动特征分析方法及模糊理论、神经网络、遗传算法等在诊断决策算法研究中的应用,并对国内外旋转机械故障诊断的发展现状进行了详细论述最后对其发展趋势进行了展望。旋转机械是各种类型机械设备中数量最多应用最广的一类机械,特别是一些大型旋转机械,如汽轮机、球磨机、离心式压缩机等支持国家经济命脉的一些工业门是属于关键设备。由于检测技术在当今轻工业广泛应用,如电力、石化、冶金、汽车和造船等国民经济重要部门,都需要用机械振动的测试和分析,来检测机械是否正常运作。 关键字:机械故障诊断;旋转机械

前言 设备状态监测与故障诊断是通过掌握设备过去和现在运行中或基本不拆卸的情况下的状态量,判断有关异常或故障的原因及预测对将来的影响,从而找出必要对策的技术。它是一门综合性技术,涉及传感及测试技术、电子学、信号处理、识别理论、计算机技术以及人工智能专家系统等多门基础学科,是对这些基础理论的综合应用。 旋转机械的主要功能是由旋转动作完成的,转了是其最主要的部件。旋转机械发生故障的重要特征是机器伴有异常的振动和噪声,其振动信号从幅值域、频率域和时间域实时地反映了机器故障信息。转子常见的故障有转子不平衡、转子不对中、转子弯曲、油膜涡动和油膜振荡等[1]。 1.旋转机械故障诊断的内容 作为设备故障诊断技术的一个分支--旋转机械状态监测与故障诊断技术.其研究领域也同样主要集中在故障信息检测、故障特征分析、状态监测方法、故障机理研究、故障识别及其专家系统。 2.旋转机械的振动关系及故障分类 旋转式机械的主要组成部分是转轴组件,又称转子系统,它包括转子、轴承、支座及密封装置等部分。由于转子类型及振动性质的不同,其产生故障的原因,机理及振动特征各不相同。 2.1转子不平衡 2.1.1转子不平衡产生原因 在旋转机械中,若转子的质心与旋转轴不重合,就存在不平衡。转子不平衡包括转了系统的质量偏心及转子部件出现缺损。转子质量偏心是由于转子的制造误差、装配误差、材质不均匀等原因造成的,称此为初始不平衡。转了部件的缺损是指转子在运行中由于腐蚀、磨损、介质结垢以及转子受疲劳力的作用使转子的零部件(如叶轮、叶片等)局部损坏、脱落、碎块飞出,从而造成新的转了不平衡。转子质量偏心和转子部件缺损是两种不同的故障但其不平衡振动机理却有共同之处。 2.1.2转子不平衡的振动特征 转子不平衡故障的主要振动特征为:频谱图中,谐波能量集中于基频;振动的时域波形为正弦波;当工作转速一定时,相位稳定;转子的轴心轨迹为椭圆;转子的进动特征为同步正进动;转子振动的强烈程度对工作转速的变化很敏感,振动幅值与转速的平方成正比,而与负荷大小无关;当转速大于第一临界转速后,转速上升,振幅趋向于一个较小的稳定值。当转速接近第一临界转速时,发生共振,振幅具有最大峰值;不平衡故障主要有静不平衡和动不平衡两种。对于静不平衡,其振动方向主要反映在径向,与轴向振动无关,转子两端轴承同一方向的径向振动为同相。 2.2转子不对中 2.2.1转子不对中产生原因 机组各转子之间由联轴器联接构成轴系传递运动和转矩。由于机器的安装误

汽轮机转子运行故障分析及诊断

汽轮机转子运行故障分析及诊断 发表时间:2017-05-12T09:03:43.900Z 来源:《防护工程》2017年第1期作者:李钢 [导读] 在目前工业生产中,汽轮机作为重要的旋转设备,是工业生产中必不可少的机械设备。 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁阜新 123000 摘要:在目前工业生产中,汽轮机作为重要的旋转设备,是工业生产中必不可少的机械设备。其中汽轮机转子是汽轮机的主要零部件,使得汽轮机转子安全性、可靠性、适用性以及可维修性特点受到人们的关注,促使关于汽轮机转子运行故障机理与诊断技术也在飞速发展。在汽轮机转子运行过程中,发生的振动信号是判断汽轮机工作状态的重要指标,更是影响机械设备运行安全与操作人员人身安全的因素,因此对汽轮机转子运行故障分析及诊断的研究工作迫在眉睫。 关键词:汽轮机转子;运行故障;诊断 1概述 汽轮机组的振动是机组运行必须要监测的一个非常重要的参数,因为当机组振动超过规定的范围时,将会引起设备的损坏,甚至造成严重后果:(1)使转动部件损坏。当机组振动过大时,会使叶片、围带、叶轮等各部件的应力增加,从而产生很大的交变应力,导致疲劳而损坏;(2)使机组动、静部分发生磨损;(3)使各链接部件松动;(4)直接造成运行事故。当机组振动过大,同时又发生在高压缸端侧时,有可能危及保安器误动作而发生停机事故。因此,机组运行中要严格检测其振动值。 近几年来,大庆油田宏伟热机组频繁出现振动大引起的停机事件,这就使得我们不得不引起对汽轮机组振动故障的重视。 2汽轮机转子运行故障类型 在汽轮机转子运行过程中,振动信号发生是转子发生故障的前提表现,对此应在汽轮机转子运行过程中,对其振动信号进行准确测量,为了更好地判断汽轮机转子运行故障类型,对其进行分类阐述。振动频率:基频振动、倍频振动、整分数基频振动、比例基频振动、超低基频振动以及超高基频振动;振幅方位:横向振动(水平振动和垂直振动)、轴向振动与扭转振动;振动原因:转子平衡度较差、轴系不对称和零件松动、摩擦(密封件摩擦、转子和定子之间产生的摩擦)、轴承损坏、轴承内部油膜涡动与油膜振动、动力和水力的影响、轴承刚度较差、电气等;振动部位:转子和轴系振动(轴颈、轴纹叶片)、轴承(油膜滑动和波动)、壳体振动与轴承座振动、基础振动(基座、工作台、支架)、其他结构振动(阀门、阀杆、管道等)。 3结合实际案例对汽轮机转子运行故障及诊断进行分析 某市炼油厂,利用延迟焦化装置中采用汽轮机,其具体的汽轮机厂商为杭州汽轮机厂,类型为凝气反动式汽轮机,现采用ENTEK振动检测系统对汽轮机运行状态进行诊断与监测。其详细的汽轮机转子运行故障诊流程为:对汽轮机转子振动信号信息进行检测和采集、分析与处理、传输、推理以及控制等。因为振动信号检测是判断汽轮机转子运行故障的主要依据,振动信号分析与处理工作是判断汽轮机转子故障的关键环节,传输与推理是整体运行故障判断的核心,控制是汽轮机转子运行故障诊断的最终目标。同时在汽轮机转子内部安装电涡流传感器,将线缆与控制箱相连,控制箱自带的振动监测模块可完成高速度数字振动信号的传输与处理工作,再使用以太网将信号处理结果上传至上位机中,从而完成汽轮机转子运行故障的诊断工作。 3.1对ENTEK振动检测系统的利用 在该炼油厂使用的ENTEK振动检测系统性能参数如下所示:型号:NK25/NK28/NK12.5;额定功率:1178KW、常规功率:1071KW;额定转速:12176RPM、常规转速:9132RPM-12785RPM;最大进汽压力:1.2MPa(a)、常规进汽压力:1MPa(a);常规排汽压力:0.012MPa(a);最大进汽温度300摄氏度、常规进汽温度230摄氏度。 在ENTEK振动检测系统中,对于汽轮机转子运行故障的诊断,产生的信号数据直接送至XM模块中,经过以太网的传输,将信号传输至emonitor系统软件内部,在该软件界面中,实现传感器与信号数据的相接,使其成为振幅型数据,从而可知由emonitor系统软件连接的采集器、监测模块以及保护监测表共同组成具有共享能力的数据库,其共享数据库内自主携带故障诊断工作,能够依据实际需求,对汽轮机转子的运行故障类别进行准确定位,对此,操作人员以手动输送的方式,完成故障诊断报告的生成工作。 在此系统故障诊断环节中,由汽轮机转子振动值超出限定值而产生的故障,则需对汽轮机进行停机检修,同时加大对转子运行状态的监测工作,并对转子的转速进行妥善控制。汽轮机转子在初始运行期间,振动值均以达到限定值范围,但是由于难以在生产中对汽轮机进行检修。因此,采用转子减速与状态控制的方式,实现对汽轮机转子运行故障的诊断工作。 3.2报警和故障诊断 在对汽轮机转子振动信号数据分析过程中,应利用事先采集的信号设置与之相对应的报警界定,进而才能在振动值高出正常限定值时,及时对汽轮机转子的运行故障类型进行识别和分类,其详细的振动值高超报警流程为:输定报警值界限——输入采集数据限号——汽轮机转子运行——发生警报。首先,对转子平衡度较差故障诊断:水平与垂直倍频不平衡值均大于等于1、单倍频振动效果较为明显;其次,转子摩擦故障诊断:4倍频占据1倍频20%以上、5倍频与0.5倍频占据1倍频10%以上、2倍频占据1倍频50%以上、3倍频占据1倍频20%以上以及1倍频在界定值以上;最后,油膜涡动与油膜振动故障诊断:0.5倍频、1倍频其幅值均在2.0以上。 3.3摩擦振动故障排查措施分析 通常情况下,汽轮机转子运行的环境比较复杂,它在运行过程中不仅会受到高速旋转和气流冲击作用力,同时高温、潮湿以及高压的工作环境会对转子造成一定的破坏,影响机组转子的安全稳定运行。因此,应当对转子日常的保养和检查工作给予高度的重视,一旦检查过程中发现故障,维修技术人员应当立即采取解决措施,对产生摩擦振动的部件进行必要维修,而如果机组部件维修价值不高应当进行更换,以消除摩擦振动对汽轮机运行造成的不利影响。 3.4汽轮机积盐原因及处理措施 对于正常运行的汽轮机,其饱和蒸汽实际含盐量会与过热蒸汽含盐量相同或饱和蒸汽含盐量略高。若汽轮机的过热蒸汽含盐量比过饱和蒸汽含盐量高时,则说明汽轮机内部积盐现象已很严重,此时应及时停机,全面清洗汽轮机。在清洗时我们常用到两种处理方法手工除垢与喷砂除垢。如果用这两种除垢法不能完全去除汽轮机内部污垢,可用柠檬酸溶液配合软水来进一步清洗汽轮机。

不平衡故障(附定向振动) (DEMO)

不平衡故障 一、 不平衡故障的产生机理 由于设计、制造、安装中转子材质不均匀、结构不对称、加工和装配误差等原因或由于机器运行时结垢、热弯曲、零部件脱落、电磁干扰力等原因而产生质量偏心。转子旋转时,由于转子质量中心偏离转动中心,将激起转子的振动,这是旋转机械最常见的故障。 由于有偏心质量m 和偏心距e 的存在,当转子转动时将产生离心力、离心力矩或两者兼而有之。离心力的大小与偏心质量m 、偏心距e 及旋转角速度ω有关,即2ωme F =。众所周知,交变的力(方向、大小均周期性变化)会引起振动,这就是不平衡引起振动的原因。转子每转动一周,离心力方向变化一周,因此不平衡振动的频率与转速相一致。 不平衡故障的主要振动特征: 1) 振动的时域波形近似为正弦波; 2) 频谱图中,谐波能量集中于基频。并且会出现较小的高次谐波,使整个频谱呈所谓的“枞树形”; 3) 当ω<n ω时,即在临界转速以下,振幅随着转速的增加而增大;当ω>n ω后,即在临界转速以上,转速增加时振幅趋于一个较小的稳定值;当ω接近于n ω时,即转速接近临界转速时,发生共振,振幅具有最大峰值。振动幅值对转速的变化很敏感。 4) 当工作转速一定时,相位稳定。 5) 转子的轴心轨迹为椭圆。(由于支撑刚度不同的影响) 6) 从轴心轨迹观察其进动特征为同步正进动。 对于原始不平衡、渐变不平衡和突发性不平衡这三种形式,其共同点较多,但可以从以下两个方面对其进行甄别。

1)振动趋势不同 原始不平衡:在运行初期机组的振动就处于较高的水平。 渐变不平衡:运行初期机组振动较低,随着时间的推移,振值逐步升高。 突发不平衡:振动值突然升高,然后稳定在一个较高的水平; 2)矢量域变化不同 原始不平衡:矢量域稳定于某一允许的范围。 渐变不平衡:矢量域逐渐变化; 突发性不平衡:矢量域某一时刻发生突变,然后稳定。 2.转子不平衡可能导致的后果 对于柔性转子还可能由于动挠度产生附加的惯性离心力而造成不平衡。不同原因所引起的转子不平衡故障是具有基本上一致的规律。归结起来,转子不平衡可能会导致下列不良后果; (1)造成转子的反复弯曲和内应力,从而引起转子疲劳,甚至引起转子断裂; (2)使机器在运转过程中产生过度振动和噪声,从而会加速轴承等零件的磨损及缩短使用寿命。

振动故障诊断及其转子平衡

振动故障诊断及其转子平衡 一、振动基础理论知识简介 1、基本概念: ▲振动:一个弹性体或弹性系统(几个弹性体连在一起)离开其平衡位置做周期性往复运动就叫振动。 其振动量有:极值(峰值),其中单峰值X m,峰-峰值X m-m,X m-m=2 X m;平均值(X i)和均方根值(有效值-X S)。 ▲简谐振动:能用一项正弦或余弦函数表示其运动规律的周期性振动,现场发生的一些复杂振动均是几种不同频率的简谐振动的合成,因此一些资料或书籍均以简谐振动为主加以分析和研究。 X=A.cos(ωt+Φ) ▲通频振幅、基频振幅/基频相位:目前测量振动的仪表按功能来分有两种,一种只能测量振幅值,称为振动表;另一种除能测量幅值外,还能测量振动相位和不同频率下的振动分量,称作振动仪。 振幅有两个含义:1.振幅的表示方法;2.振幅中所含的频率成分。 描述振动的几个物理量: 振动速度:X=A.sin ωt 振动位移:Y=dx/dt=ωt sin(ωt+900) 振动加速度:Z= d2x/dt2=ω2t sin(ωt+1800) X、Y、Z:ω相同,A(最大位移),ωA,ω2A; Y比X矢量超前900;Z比X矢量超前1800。

表示振动强度,位移是最有效的;表示振动平均能量的振动速度是有效的;表示振动冲击强度,振动加速度是最有效的。 ▲极值(幅值)、有效值、平均值的关系: X S =Xm Xi 2 1223600= 极值(幅值):单峰值X (t )=1;峰-峰值=2 平均值:( X )=A dt t x T T 636.0)(10=? 均方根值(有效值):X S =A dt t x T T 707.0120 =?)( 三者之间的关系:双振幅近似等于3倍的有效值或平均值。 轴承振动烈度是以振动速度的均方根值, 我们现在一直沿用的是轴承振动位移峰-峰值S P-P ,国外和国内某些制造厂有用轴承烈度表示 振动,上述换算关系只是指单一频率的振动,如果是混频振动不能直接换算。 ▲通频振幅:用普通振动表(不带滤波器)测得的振幅值是各种频率振动分量的叠加值,如果振幅是由几种不同频率的周期振动叠加而成,其叠加后的振动仍是周期振动,A 在各个周期内保持不变,仪表指示稳定,如果表记示值不稳定,说明由非周期成分存在。 ▲基频振幅:通频振动只能反映物体总的状态,如果要反映振动故障的性质和计算转子重量,就要获取基频振幅。所谓基频振幅是指基波振动频率(机组振动的基波频率等于转子工作频率)下运动量值按正弦规律变化的幅值。测取的方法是采用可调滤波器,可调滤波器

2电机振动异常的识别与诊断

电机振动异常的识别与诊断 一、三相交流电机定子异常产生的电磁振动 三相交流电机在正常运转时,机座上受到一个频率为电网频率2倍的旋转力波的作用,而可能产生振动,振动大小与旋转力波的大小和机座的刚度直接有关。 定子电磁振动异常的原因: ①定子三相磁场不对称,如电网三相电压不平衡。因接触不良和断线造成单相运行,定子绕组三相不对称等原因,都会造成定子磁场不对称,而产生异常振动。 ②定子铁心和定子线圈松动将使定子电磁振动和电磁噪声加大。 ③电磁底脚线条松动,相当于机座刚度降低使定子振动增加。 定子电磁振动的特征: ①振动频率为电源频率的2倍,F=2f ②切断电源,电磁振动立即消失 ③振动可以在定子机座上和轴承上测得 ④振动强度与机座刚度的负载有关 二、气隙静态偏心引起的电磁力 电机定子中心与转子轴心不重合时,定、转子之间气隙将会出现偏心现象,偏心固定在一个位置上,在一般情况下,气隙偏心误差不超过气隙平均值的上下10%是允许的,过大的偏心值产生很大的单边磁拉力。 气隙静态偏心产生的原因: ①电磁振动频率是电源频率的2倍F=2f。 ②振动随偏心值的增大在增加,随负载增大而增加。 ③断电后电磁振动消失。 ④静态偏心产生的电磁振动与定子异常产生的电磁振动非常相似,难以区别。 三、气隙动态偏心引起电磁振动 偏心的位置对定子是不固定的,对转子是固定的,因此偏心的位置随转子而转动。 气隙动态偏心产生的原因: ①转子的转轴弯曲 ②转子铁心与转轴或轴承不同心。 ③转子铁心不圆 气隙动态偏心产生电磁振动的特征; ①转子旋转频率和定子磁场旋转频率的电磁振动都可能出现。 ②电磁振动的振幅随时间变化而脉动(振),脉动的频率为2sf,周期为1/2sf 当电动机负载增加,S加大,其脉动节拍加快。 ③电动机往往发生与脉动节拍相一致的电磁噪声。 ④断电后,电磁振动消失,电磁噪声消失。 四、转子绕组故障引起的电磁振动 笼形电机笼条断裂,绕组异步电机由于转子回路电气不平衡都将产生不平衡电磁力。 转子绕组故障产生的原因: ①笼条铸造质量不良,产生断条和高阻。

汽轮机转子与构成

汽轮机转子及构成 1转子定义 汽轮机所有转动部件的组合体称为转子(图13)。它主要包括:主轴、叶轮(转鼓)、叶片、联轴器等部件。 图13 转子 转子的作用:汇集各级动叶栅所得到的机械能,并传给发电机。 转子受力分析:传递扭矩、离心力引起的应力、温度不均匀引起的热应力、轴系振动所产生的振动应力。 汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本身离心力所引起的应力,而且还承受着由温度差所引起的热应力。 此外,当转子不平衡质量过大时,将引起汽轮机的振动,转子要承受轴系振 动所产生的振动应力。因此,转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很大的影响。 2转子的分类 根据汽轮机的分类,转子分为两种:轮式转子、鼓式转子。前者用于冲动式汽轮机,后者用于反动式汽轮机,鼓式转子上的动叶直接安装在转鼓上。 按临界转速是否在运行转速围,分为刚性转子和柔性转子。在启动过程中,刚性转子启动就很方便,不存在跨临界区域,而柔性转子因需要快速的跨临界,故要求用户在实际启动过程中,要充分暖机,为快速跨临界作好准备。 1、轮式转子

轮式转子根据转子结构和制造工艺的不同,可分为:套装转子、整段转子、焊接转子以及组合转子。 1-油封环2-轴封套3-轴4-动叶栅5-叶轮6-平衡槽 图14 套装转子示意图 (1)套装转子 套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的,然后将它们热套在主轴上,各部件与主轴之间采用过盈配合,并用键传递力矩。主轴加工成阶梯形,中间直径大。 适用性:只适用于中、低参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分,其工作温度一般在400℃以下。不宜用于高温高压汽轮机的高、中压转子。 ①优点:加工方便,材料利用合理,质量容易得到保证。 ②缺点:轮孔处应力较大,转子刚性差,高温下套装处易松动。 (2)整锻转子 叶轮和主轴及其他主要零部件由整体毛坯加工制成,没有热套部件。主轴的 中心通常钻有中心孔,其作用是: ①去掉锻件中残留的杂质及疏松部分; ②用来检查锻件的质量; ③减轻转子的重量。

影响汽轮发电机组振动的原因分析

影响汽轮发电机组振动的原因分析 在工业生产中,汽轮发电机组应用的比较广泛,是保证工业生产的主要设备。汽轮发电机组的振动对设备的稳定运行造成了一定的影响,所以要对其原因进行分析,然后找出解决的对策,保证汽轮发电机组的稳定运行,为工业生产的正常运行创造有利的条件。 标签:汽轮发电机组;振动;影响因素 前言 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。 1 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。 2 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。 2.1 轴承标高的选择 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,两侧轴承的标高一定要在同一水平线上,保持汽轮发电机的平衡。如果两侧的轴承标高不同,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力量,从而引起轴瓦温度的

旋转机械不平衡故障的诊断

《机械故障诊断技术》 读书报告 院系:机械与汽车工程学院 专业:机械设计制造及自动化 班级:13机制(升) 姓名:林媛 学号:1302224001 指导老师:王平 学年:2014-2015学年第一学期

旋转机械不平衡故障的诊断案例综述 The Summary of Unbalanced Rotating Machinery Fault Diagnosis Cases 【摘要】: 在理想的情况下回转体旋转与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。但在实际应用中的各种回转体,由于材质不均匀 或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状 等多种因素,造成了回转体的不平衡,即使静态平衡了,回转体在旋转时,其 上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,从而产生了不平衡的离心力,就造成了动态的不平衡。转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现 缺损造成的故障,它是旋转机械最常见的故障。据统计,旋转机械约有70%的 故障与转子不平衡有关。因此,对不平衡故障的研究与诊断也最有实际意义。 【关键词】: 旋转机械转子不平衡故障诊断 【Abstract】: In the ideal case, no matter how the rotary body is rotating or not rotating, the pressure on the bearings is the same, so that the rotary body is balanced. However, b ecause material is unevenblank has some defect and machining and assembling gene rate errors,even designing has been asymmetrical geometry and so on,the various rot ary body of the practical application become to be unbalanced. Even under Static bal ance.When the rotary body is rotating,centrifugal force of inertia generated on each t

转子大不平衡振动的研究

收稿日期:2009201207  作者简介:施维新(19372),男,江苏南通人,高级工程师,从事汽轮发电机组振动研究。 转子大不平衡振动的研究 施维新 (西安热工研究院,西安710032) 摘要:为使轴系破坏事故调查、寻找转子大不平衡振动摆脱困境,历经近20年的研究,查明了引起轴系破坏的转子 各种大不平衡振动原因及形成机理。在阐述研究结果的同时,分析了国内5起破坏原因最为复杂的毁机事故。研究结果表明,造成轴系破坏的大不平衡振动原因有,转动部件飞脱、转轴碰磨、转轴刚度降低、扭矩冲击,其中转动部件飞脱引起的瞬态响应和扭矩冲击产生的大不平衡振动造成毁机事故机理,在国内外尚属首次提出。对查明轴系破坏真正原因和提高机组振动故障诊断水平有较大的帮助。关键词:转子大不平衡振动;瞬态响应;扭矩冲击;毁机分类号:TK268. + 1 文献标识码:A 文章编号:100125884(2010)0120051206 Large I m balance in the Rotor V ibration Research SH IW ei 2xin (Xi ’an Ther mos Power Research I nstitute,Xi ’an 710032,China ) Abstract:I n order t o under m ine the shaft da mage accident and t o find the large i m balance,after 20years of research,it can be identified that the da mage f or mati on mechanis m of the vibrati on caused by the r ot or shaft of large i m balances .I n this paper,study of the big i m balance in the r ot or vibrati on reas on is showed,the five maj or domestic shaft da mage accidents is als o analyzed,as a result,identify the real cause of the shaft damage .The research shows that the reas on of the shaft da mage due t o large i m balance is caused by s p inning off parts,shaft rub,shaft stiffness reduce and the i m pact of t orque .It is first ti m e t o point out that the da mage f or mati on mechanis m of the transient res ponse caused by s p inning off parts and vibrati on of large i m balances p r oduced by the i m pact of t orque in domestic .This research is more hel pful t o identify the real reas on of the shaft da mage accident and t o i m p r ove the vibrati on fault diagnosis . Key words:l arge i m ba l ance i n the rotor v i bra ti on;tran si en t respon se;torque i m pact ;shaft damage 0 前 言 转子不平衡不仅是运行机组振动最主要的激振力,而且 也是引起轴系破坏的主要原因,据2000年国内发生的毁机事故统计,由转子大不平衡振动引起的占80%,但是每次毁机事故调查为寻找转子大不平衡振动原因,程度不同地都会陷入困境。例如,分宜电厂6号机、秦岭电厂5号机、大同电厂2号机、新乡电厂2号机、阜新电厂8号机,这些机组轴系破坏真正原因,是后来通过转子大不平衡振动的研究才得到查明。 为了摆脱这种困境,在90年代初,将转子大不平衡振动,作为国家重点课题进行了研究。从国外关于毁机事故研究情况来看,除对转子材质、运行工况关注外,开始对轴系破坏主要原因,转子大不平衡振动进行了研究[1]。 经过5年的研究基本查明了,国内外在上世纪90年代初以前,历次发生的轴系破坏时转子产生大不平衡振动的原因及机理,但是对于严重的非同期合闸和轴系破坏起始断口发生之后,轴系破坏后继过程中,转轴快速断裂的大不平衡振动的原因还是不明。 1999年8月,阜新8号机发生了严重的轴系破坏事故, 轴系破坏时间历程仅为3s ~5s,轴系中各转轴断口是典型的由转子大不平衡振动引起,但为寻找转子大不平衡振源又一次陷入了困境。 在这起破坏事故中,由事故追忆装置和DCS 系统,精确地记录了事故过程中机组运行主要参数,时间历程精确到“秒”,为研究这起毁机事故真正原因提供了充分证据。研究结果表明,造成这起毁机事故的转子大不平衡振动,是由扭矩冲击引起,这是迄今为止还未见有人提出过的新的大不平衡振动,由此也就解开了长期以来轴系破坏后继过程中造成转轴快速断裂的大不平衡振动从何而来的迷团。 本文是针对目前国内外轴系破坏主要原因,转子大不平衡振动的产生及形成机理,做了近20年的研究。现将研究结果简述如下,为分析毁机事故寻找转子大不平衡振动原因及机理,可以摆脱困境,并为提高运行机组振动故障诊断水平提供帮助。 1 转动部件飞脱 转动部件损坏飞脱,是转子产生不平衡振动直观可见故 第52卷第1期 汽 轮 机 技 术Vol .52No .1 2010年2月 T URB I N E TECHNOLOGY Feb .2010

汽轮机振动故障的原因分析与处理 张大鹏

汽轮机振动故障的原因分析与处理张大鹏 发表时间:2019-09-21T23:40:03.593Z 来源:《基层建设》2019年第19期作者:张大鹏 [导读] 摘要:汽轮发电机组是电厂系统中重要的设备。 青海桥头发电有限责任公司青海西宁 810100 摘要:汽轮发电机组是电厂系统中重要的设备。汽轮机的稳定运行直接关系到电力负荷情况,电力系统的稳定运行,对整个城市的经济发展都会产生直接影响。因此,电力企业为了维持电力系统的稳定运行,提出对汽轮机的养护,在此过程中电力企业也会提升自己在本行业的竞争力度。本文就汽轮机振动故障的原因分析与处理展开探讨。 关键词:汽轮机;振动故障;原因分析;处理措施 引言 汽轮机在电力系统中所起到的作用毋庸置疑,对于居民用电也有着直接影响,工业生产中各项电力器械的运行更是离不开电力系统稳定运行的支持。为例确保电力系统的稳定运行,有必要对汽轮机进行定期的检修与保养。汽轮机振动故障是汽轮机故障中比较常见的故障,也会对汽轮机产生较大影响的故障。本文将针对该故障进行原因分析,并在此基础上提出相应的解决措施。 1、汽轮机振动故障原因 1.1转子质量不平衡 汽轮机振动故障存在多种原因,其中最为常见的为转子质量不平衡。转子质量不平衡在汽轮机振动故障中占得比例高达80%,剩下的20%也不能认为完全与转子质量不平衡没有关系。分析转子质量不平衡的原因可以总结为以下几个方面:①材料的不均匀;②制造、设计和安装过程出现偏差;③使用过程中没有对转子进行定期养护导致材料受损。转子质量不平衡会使转子的惯性主轴与旋转轴线出现一定程度偏离,在这种情况下转动转子,离心力显然难以维持平衡,必然会出产振动的现象,从而使汽轮机发生故障。 1.2转子热弯曲故障 当汽轮机运行时,转子将会因为受热而出现弯曲状态,进而影响转子的平衡。热弯曲是汽轮机机组较为常见的震动故障,而引起转子产生热弯曲的原因也有很多,在汽轮发电机之中,较为常见的热弯曲故障有以下两种:汽轮机转子热弯曲、发电机转子热弯曲。汽轮机转子热弯曲的原因多是因为转子材质的不均匀、冷却系统故障等因素引起的;而发电机转子热弯曲故障却多是由转轴内应力过大、各零件间连接的不均匀等引起。 1.3摩擦振动 在长时间运行状态下,汽轮机转动部分如叶栅、叶轮主轴等会在外力和高温条件等作用下产生一定的热弯曲故障,进而对转动部分原来的稳定状态造成一定的破坏,最终产生摩擦振动故障。在这种情况下,汽轮机振动信号仍保持在工频状态,但是在转子以及其他因素的作用下会经常发生分频、倍频以及高频分量的现象,甚至有时还会有波形削顶这一异常现象的发生。另外,汽轮机转子产生摩擦振动故障情况下,其振动频率和幅值存在波动的基本特征,一旦这种故障存在时间过长,那么将会导致涡动现象的发生。 1.4油膜震荡 油膜震荡是汽轮机转子在高速旋转条件下产生的故障问题,也会影响转子的稳定性。转轴在旋转时是围绕轴线进行的,当转子出现失稳现象后,轴线会围绕平衡点进行涡动,涡动的频率一般为转子转速的1/2。如果涡动的速度达到临界转速时,共振会增大,严重时还会出现比较激烈的振动。油膜震荡还会引起机组振动,当振动的转速增加后,振幅也会大大增强。 1.5气流激振 火力发电厂中的大型汽轮机如果在长时间的超负荷运行之下,将会在短时间内迅速增加轴振动,如果其降负荷低于负荷点,则振动将会在短时间内快速下降。在不平衡的气流冲击影响之下,汽轮机组叶片将会出现气流激振的情况,而如果汽轮机组本身比较大且末级相对比较长,则气体在叶片的膨胀末端极有可能会出现流道混乱的情况,同样会使得汽轮机组产生振动异常的现象。 2、汽轮机振动故障的处理措施 2.1针对转子质量不平衡问题的解决措施 根据对转子质量不平衡的原因分析提出以下解决措施:首先,转子材料选择上应该选择符合相关标准和要求的材料,避免偷工减料等;其次,在转子的设计、制造和安装环节需要请专业的的人员和团队来进行,本单位执行人员必须具有该方面的专业素养;然后是在使用过程中要严格按照相关的操作流程、操作标准和操作要求来进行,并定期进行设备的养护,防止人为原因对设备质量平衡造成不良影响。通过全方位的努力来减少质量不平衡因素对汽轮机振动故障的影响。 2.2针对转子热变形的解决措施 转子热变形引起的振动与汽轮机振幅的增加有关,而引发转子热变形的主要原因是转子温度和蒸汽参数的变化。机组在冷态带负荷阶段,转子的温度升高,释放的材质内应力会引发转子热变形,倍频振动增大,相位也产生相应的变化。当转子接地的问题在火电厂中出现时,我们能够发现显著变形的情况发生在转子端部的线圈上,汽端的端部线圈的变形也较为严重,影响了汽轮机的正常工作。因而需要将护环下绝缘中的滑移层工艺加强,通常是将一层聚四氯乙烯的滑移材料覆盖在转子的表面,以便尽可能的将自由伸缩的阻力在线匝热膨胀的情况下减少。存在于护环下的工艺推拨角度也应当减少,所选择的线匝铜线必须有一定的银含量,其目的是为了将绕组线匝导线中的抗蠕变性能和屈服强度提高。在负荷的升降和机组的调峰工作中速度控制非常重要,不能太快。 2.3针对气流激振的解决措施 气流激振是在发电机运行过程中随时可能产生的现象,汽轮机组受其影响产生振动,要减少气流激振对汽轮机振动的影响,运行人员需要对发电机组的运行负荷情况进行充分了解,通过对高压调速气门的调整来消除气流激振的现象,从而防止汽轮机的异常振动,维持汽轮机的长时间稳定运行,最终提高发电机的工作效率。 2.4摩擦振动故障排查措施 摩擦振动的振动信号会因为转子热运动而产生新的平衡力,但却依然维持了工频为主频的振动信号频率,限制了倍频、高频和分频的产生,并伴随着严重的“削顶”现象,自然会严重的损害汽轮机机体;同时波动持续的时间会因为受到摩擦的影响而被延长,急剧的增大了相应的振幅,使得汽轮机受到了严重的损害;此外,振动摩擦会提升相应的临界速度,也会损害汽轮机机体。当产生严重摩擦的时候,振

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