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火电厂汽轮机振动故障的研究

度,因为结构过于复杂,计算中所要用到的些系数目前尚缺少,如结合面刚度等另方面,设计阶段没能进行充分的试验。和结构共振样,设计存在定的盲目性,最终导致结构动态特性出现问题。大机组发电机转子轴承多是端盖轴承,除了可能出现端盖的结构共振外,刚度设计不足也是可能发生的。汽轮机高压转子支承轴承通常位于前箱和中箱,箱式结构般不会出现刚度偏低的问题。刚度不足不会成为机组振动的直接原因。在不平衡量很小的情况下,只要没有发生动静碰摩,即使支承刚度过低也不会出现振动问题。共振表现在整个转速范围内的点或几点瓦振绝对值增大,轴振与瓦振之比减小刚度低的表现振动在整个可变化的转速范围内偏大。但般偏大的量不明显,且往往无从比较,实际中较难认定。可能使瓦振接近或大于轴振。而且它应该是同类型机组的通病。真空排汽缸温度支承系统热状态等参数变化时,轴承座绝对标高或转轴相对轴瓦垂直位置会发生变化。在无精确测量轴承座绝对标高手段的条件下,要想准确地对刚平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书论文第页度低做出判断是不不易的。联轴器不对中联轴器不对中是汽轮发电机组振动常见故障。联轴器不对中是指相邻两根转轴轴线不在同直线上或不是条连续的光滑曲线,在联轴器部位存在拐点或阶跃点。联轴器有三种不对中平行不对中角度不对中综合不对中。它们会给机组带来下列后果转子连接处将产生两倍频作用的弯矩和剪切力相邻轴承将承受工频径向作用力。两种力的作用都将使转轴的轴承受力情况恶化,对结构和安全产生不利影响。裂纹转子汽轮发电机组转子出现裂纹的故障不多见,但仍偶有发生。这种故障旦开始出现,对设备的威胁十分大。近些年来,国外已经发生了多台大型汽轮发电机转轴裂纹事故,其中有些是灾难性的。转子裂纹产生的原因多是疲劳损伤。运行时间长的老机组,由于应力腐蚀,会在转子原本存在诱发点的位置产生微裂纹,其后随着环境因素的持续作用,微裂纹逐渐扩展,发展为宏裂纹。原始的诱发点通常出现在应力高且材料有缺陷的地方,如轴上应力集中点加工时留下的刀痕划伤处材质存在微小缺陷的部位等。随着机组使用寿命的延长和很多机组被用做调峰,转轴疲劳损伤急剧,裂纹出现的可能性在增加断轴故障转子在薄弱环节因裂纹等原因,使轴突然折断的严重事故。转子的薄弱部位有中心孔锻件的宏观缩孔和夹杂聚结区,轴颈轴身表面的沟槽与叶轮套装的边缘和联轴器螺栓等。断轴往往是从这些薄弱环节开始的。断轴起因主要是材料缺陷,另还有腐蚀疲劳疲劳损伤过载损坏和热疲劳等几种。过载损坏因实际载荷超过材料的屈服极限,使轴进人塑性失稳状态而断轴。如超速轴系共振油膜振荡电气故障引起的巨大冲击扭矩和汽缸进水均会使轴的载荷明显升高。过载损坏主要发生于联轴器螺栓和轴颈处,断口周围有明显的宏观塑性变形。选用优质大锻件材料,为了降低锻件中的氢和氧含量,应进行真空去气处理另外,平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书论文第页为了降低材料的脆性转变温度和提高断裂韧性,应对锻件进行水淬火热处理。合理设计轴结构,减小应力集中改善机组的设计和运行,防止轴系失稳超速和汽缸进水,还要防止导致轴颈损伤的电气故障和断路器误操作采用高灵敏的探伤方法,定量显示轴内部的缺陷及其发展,并用断型力学评估对汽轮发电机组的轴系进行寿命在线监测转子中心孔进油汽轮机转子中心孔进油在现场时有发生。造成进油的原因通常有两种可能,中心孔探伤后油没有及时清理干净,残存在孔内大轴端部堵头不严,运转起来后由于孔内外压差使得润滑油被逐渐吸入孔内。振动的特征在振动特征上有点是共同的,即工频振动增大的现象工频振幅随时间缓慢增大,时间度量大约是数十分钟或小时。出现的工况般在定速后空负荷或带负荷过程与热弯曲有类似的地方。转子截面刚度不对称汽轮发电机组轴系中可能出现截面刚度不对称的是发电机转子。当这种转子水平放置时,在重力作用下的,在各个临界转速的半时有个响应峰,其振动频率是转速的倍。转子刚度的不对称又使转子在旋转的周中静挠曲线改变两次,这样,就会产生两倍频的激振力,这个激振力与电磁力无关,是转子的力学特性决定的。采取的措施子两个主轴方向刚度差别越大,临界转速的响应峰值和两倍频激振力也越高。为降低这个刚度差,通常在发电机转子本体的大齿表面沿轴向铣出定数量的圆弧形横向月牙槽。槽深为转子本体半径的。水冲击水冲击发生的原因指水滴与高速旋转的叶片相撞击。水的来源有三锅炉满水或减温用喷水过量,或主蒸汽及再热蒸汽管道在起动或低负荷时疏水不充分,都会使蒸汽携带水份进入汽轮机汽轮机本身在起动过程中的冷凝水或正常运行中温蒸汽的水滴,因疏水不当而滞留在机内加热器除氧器和凝汽器水侧管子泄漏,或汽侧流水不畅,使水倒灌进入汽轮机。防止措施过热器再热器喷水减温系统选用性能可靠的喷水调节阀,并在减温水管平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书论文第页路上设置闭锁阀,在主燃料切断或汽轮机跳闸或负荷低于规定值时应自动关闭。第五章火电厂汽轮机组常见异常振动实例分析汽轮机组振动处理实例实例平圩电厂号机亚临界年月日首次启动冲转,发出异常振动。测得振动最大振幅表号机振动最大振幅轴承号转速振幅诊断为轴系对中不良,动不平衡。找中心调整,历时天找平衡配重次,历时天除号轴承轴颈外,其余均小于,正常。实例绥电期俄罗斯五缸六排汽机组,由单阀调节四阀同步开启切换为顺序阀调节阀全开,逐步开阀,再开阀。年五月九日,负荷在,瓦突然出现异常振动,,主要分频,后波及其他轴瓦,测量结果如下表振动测量结果轴承号油膜压力回油油温水平振幅垂直振幅轴承解体瓦有磨损,瓦块与洼窝有的间隙。修括阻油边补焊消除间隙,再次启动,振动仍未正常。后改变调节阀开启顺序,振动合格。实例年月日大修后启动,暖机后,切正常。时瓦振动上升,瓦振动超限,后瓦振动表指示到头,有金属声。立即打闸紧急停机。解体检查盘车齿轮风罩脱落,盘车供油管被打断,探头和胀差测量探头损坏。实例设备简介平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书论文第页抚顺发电有限责任公司号汽轮发电机组简称机,为东汽制造的三缸两排汽采暖凝汽两用式机组该机组轴系较长,由高压转子中压转子低压转子发电机转子和励磁机转子组成,各转子之间为刚性靠背轮联接,共有个支持轴承及个推力轴承。年轴振大事故跳机年月大修后振动仍然不稳定年月日,开机过程中速暖机后升到,振动增大,只好降速暖机二次冲临界。上述记录表明瓦的轴振瓦振不稳定,不只是在和带负荷过程,经常在暖机或升速过临界时不稳定。每次振动大停机,均可以发现瓦处大轴晃度过大,这表明大轴振动与大轴弯曲密切相关,振动增大是由于大轴弯曲造成的。如果大轴振动和大轴弯曲发生在高参数带负荷过程,最经常的原因是转子存在热应力像机这样,在低转速低参数下大轴发生弯曲,个主要可能原因就是碰磨。碰磨可以发生在任何转速和任何工况下,临界转速或高负荷工况。从机情况看,从新机调试起,汽轮机就存在动静碰磨,经过数次检修,情况有所好转,当前开机过程已经较顺利,振幅的增加量小于以往几次启动,但负荷高时仍然不时发生碰磨。摩擦振动的故障特征和机理摩擦振动的特征由于转子热弯曲将产生新的不平衡力,因此振动信号的主频仍为工频,但是由于受到冲击和些非线性因数的影响,可能会出现少量分频倍频和高频分量,有时波形存在削顶现象。发生摩擦时,振动的幅值和相位都具有波动特性,波动持续时间可能比较长。摩擦严重时,幅值和相位不再波动,振幅会急剧增大。降速过临界时的振动般较正常升速时大,停机后转子静止时,测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书论文第页对汽轮机转子来讲,摩擦可以产生抖动涡动等现象,但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的,由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧,导致转子径向截面上温度不均匀,局部加热造成转子热弯曲,产生个新的不平衡力作用到转子上引起振动。转速低于临界转速时的摩擦振动如图中,转子原来的不平衡为,振动高点为,由于滞后角小于,振动高点是摩重点,该点温度高于对面侧,受热弯曲的影响在此方向产生个热不平衡,与合成为个新的不平衡。较原不平衡逆转了个角度并且大于,造成动静摩擦进步加剧,形成恶性循环,转子弯曲越来越大,很可能造成大轴弯曲事故。工作转速时的摩擦振动目前,汽轮发电机组的工作转速般都高于各转子阶临界转速,而低于二阶临界转速,工作转速下二阶不平衡与其引起的振动之间的滞后角仍小于,如果摩擦发生在对二阶不平衡比较敏感的区段,如转轴的端部,激起了比较大的二阶不平衡分量,那么仍可能发生比较严重的摩擦振动。如果摩擦引起的热弯曲与原不平衡反相,则振动呈减小趋势,段时间后摩擦消失,动静接触点脱离,径向温差减小,振动恢复原状,此时在原不平衡作用下又会发生摩擦,如此反复,汽封显得相对比较耐磨,振幅发生时间长波动幅度大,机振动与此类似。尽管机振动已经消失,但为慎重起见,对碰磨为机振动主要原因的可能性从检修和运行角度做深入地讨论分析进步研究分析引起碰磨的原因建议从以下几点考虑高缸运行中位移的可能隔板变形或位移的可能通流间隙南侧偏小的原因高外缸内缸滑销系统定位不准的可能性关于处理方法,可以不考虑安排实施提高轴系稳定性的任何措施,如改瓦,调对中平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书论文第页标高等不考虑实施消除汽流激振的措施。消除碰磨的工作,主要限于高压缸,如果从缸外部处理,通常是调整轴承标高或抬高缸体,改变缸内通流间隙,消除碰磨点。如果高缸还存在水平位移,则需要查找位移原因,有目标地采取措施。如果认定振动原因是碰磨而又无法肯定碰磨的原因,个

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