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300MW汽轮机低压转子叶片腐蚀原因分析及对策

300MW汽轮机低压转子叶片腐蚀原因分析及对策
300MW汽轮机低压转子叶片腐蚀原因分析及对策

第38卷第7期2016年7月

华电技术

Huadian Technology

Vol.38 No.7

Jul.2016 300 M W汽轮机低压转子叶片腐蚀

原因分析及对策

高强生1赵苏平2

(1.浙江浙能技术研究院有限公司,杭州310003; 2.浙江浙能嘉华发电有限公司,浙江嘉兴 314201)

摘要:在目前国内高参数火力发电机组汽水指标控制均良好的情况下,对某电厂300 MW机组低压转子腐蚀原因进行 分析,从机组水汽控制指标、机组真空度、初凝区、停炉保护、材质等方面阐述了造成低压转子叶片腐蚀的原因,并提出相 应的防范措施,确保机组安全、经济运行。

关键词:汽轮机叶片;氧腐蚀;初凝区;氯离子;点蚀;氢电导率

中图分类号:TK478 文献标志码:B文章编号:1674 - 1951 (2016)07 - 0043 -04

1机组概述

某电厂汽轮机组为上海汽轮机厂生产的300

MW亚临界、中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽式汽

轮机,属于反动式汽轮机,与1025 t/h亚临界、中间

再热、控制循环汽包炉及300 MW水氢氢冷发电机

配套。该汽轮机组于2012年大修中进行了通流改

造,汽轮机扩容至330 MW,高压转子增加2级叶片,

中压转子增加1级叶片。该机组设置2台凝结水精 处理混床,单台混床正常处理量为450 m3/h,混床运 行方式为氨化运行,制水周期长。给水处理采用氧 化性全挥发处理方式,即AVT(O)方式,炉水加质量 比为13的NaOH+ Na3P〇4混合液。

2腐蚀情况

在2015年该机组B修检查中发现,低压转子第 3?5级叶片及低压缸隔板存在严重腐蚀现象,腐蚀 呈斑块状,深黄色铁锈,锈蚀痕迹布满整个隔板,尤 其第3级叶片腐蚀物垢下存在腐蚀坑,检查第3级 叶片PH值为8,腐蚀情况如图1所示。

3大修后水汽质量情况

该机组在AVT(0)工况下运行,控制给水pH值 为9.2?9.6,给水溶氧质量浓度<7 pg/L。炉水中 SK〇质量浓度<200 呢/L,过热蒸汽SK〇质量浓 度<20^g/L,凝结水精处理实行氨化运行。从大修 以来机组的水汽品质统计及炉内查定数据看,凝结 水氢电导率为0? 06?0. 40 i^S/cm,炉水中Cl-质量浓度为0.9?555.00呢/L,炉水中SK〇质量收稿日期:016 - 02 - 19;修回日期:2016 - 07 - 04

a叶片表面腐蚀物

图1低压转子A侧第3级叶片腐蚀情况

浓度为2. 13?372.49网/L。

4机组垢样检测结果及分析

对该机组汽轮机低压转子叶片腐蚀垢样进行分 析,结果见图2,从分析报告中可看出,Fe2〇3的质量

分数为14. 4%,/(以/〇2计)的质量分数为81.26%,其他阴离子及杂质含量均较小。F e〇3可 认为是主要的腐蚀产物,/可认为是从蒸汽携带而来并在汽轮机沉积的结果。

过热蒸汽溶解/〇2的能力很强,蒸汽中携带的

b 腐蚀物刮除后现腐蚀坑

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

汽轮机转子及构成

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。 其缺陷在于: ①使转子工作应力增大,制造成本增加; ②运行中易出现中心孔进油、进水、腐蚀,引起转子不明的振动; ③检修、动平衡复杂。 随着锻造、热处理及探伤技术水平的提高,无中心孔的转子结构应运而生。 ①优点:不会出现零件松动问题,结构紧凑,强度、刚度高,适合高温、高应力环境下工作; ②缺点:贵重材料消耗大,对加工工艺要求高。 适用性:中小型汽轮机的高压转子、大型汽轮机的任何转子(高参数或超高参数机组的高压转子)。

汽轮机本体结构(低压缸及发电机)

第一章600WM汽轮机低压缸及发电机结构简介 一、汽轮机热力系统得工作原理 1、汽水流程: 再热后得蒸汽从机组两侧得两个中压再热主汽调节联合阀及四根中压导汽管从中部进入分流得中压缸,经过正反各9 级反动式压力级后,从中压缸上部四角得4 个排汽口排出,合并成两根连通管,分别进入Ⅰ号、Ⅱ号2个低压缸。低压缸为双分流结构,蒸汽从中部流入,经过正反向各7 级反动式压力级后,从2个排汽口向下排入凝汽器。排入凝汽器得乏汽在凝汽器内凝结成凝结水,由凝结水泵升压后经化学精处理装置、汽封冷却器、四台低压加热器,最后进入除氧器,除氧水由给水泵升压后经三台高压加热器进入锅炉省煤器,构成热力循环。 二、汽轮机本体缸体得常规设计 低压汽缸为三层缸结构,能够节省优质钢材,缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子,采用刚性联接,,提高了转子得寿命及启动速度。#1 低压转子得前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承,这种轴承不仅有良好得自位性能,而且能承受较大得载荷,运行稳定。低压转子得另外三个轴承为圆筒轴承,能承受更大得负荷。 三、岱海电厂得设备配置及选型 汽轮机有两个双流得低压缸;通流级数为28级。低压汽缸为三层缸结构,能够节省优质钢材,缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子,采用刚性联接,提高了转子得寿命及启动速度。低压缸设有四个径向支持轴承。#1 低压缸得前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承,这种轴承不仅有良好得自位性能,而且能承受较大得载荷,运行稳定。低压转子得另外三个轴承为圆筒轴承,能承受更大得负荷。 汽轮机低压缸有4级抽汽,分别用于向4 台低压加热器提供加热汽源。N600-16、7/538/538汽轮机采用一次中间再热,其优点就是提

(完整word版)汽轮机异常振动分析及处理

汽轮机异常振动分析及处理 一、汽轮机设备概述 国华宝电汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机,型号为NZK600-24.2/566/566。具有较高的效率和变负荷适应性,采用数字式电液调节(DEH)系统,可以采用定压和定—滑—定任何一种运行方式。定—滑—定运行时,滑压运行范围40~90%BMCR。本机设有7段非调整式抽汽向三台高压加热器、除氧器、三台低压加热器组成的回热系统及辅助蒸汽系统供汽。 高中压转子、低压转子为无中心孔合金钢整锻转子,高中压转子和低压转子之间装有刚性法兰联轴器,低压转子和发电机转子通过联轴器刚性联接。整个轴系轴向位置是靠高压转子前端的推力盘来定位的,由此构成了机组动静之间的相对死点。整个轴系由 7个支持轴承支撑,高中压缸、低压缸和碳刷共五个支持轴承为四瓦块可倾瓦,发电机两个轴承为可倾瓦端盖式轴承,推力轴承安装在前轴承箱内。推力轴承采用LEG轴承,工作瓦块和定位瓦块各八块。盘车装置安装在发电机与低压缸之间,为链条、蜗轮蜗杆、齿轮复合减速摆动啮合低速盘车装置,盘车转速为2.38r/min。 运行中为提高机组真空严密性,将机组轴封密封蒸汽压力由设计28kp提高至 40kp—60kp(以轴封漏汽量而定)。虽然提高了运行经济性但也增大了轴封漏汽量,可能会使润滑油带水并影响到机组胀差和振动,现为试验中,无法得出准确结论。#1机组大修后启机发生过因转子质量不平衡引起多瓦振动,经调整平衡块后得以改善。正常停机时出现过因胀差控制不当造成多瓦振动,也可能和滑销系统卡涩有一定关系。#2机组正常运行中(无负荷变化)偶尔会出现单各瓦振动上升现象,不做运行调整,振动达到高点之后迅速回落,一段时间后又会恢复正常,至今未查明原因。机组采用顺序阀运行时,在高低负荷变换时会发生#1瓦振动短时增大现象,暂定为高压调阀开关时汽流激振引起的振动。机组异常振动是经常发生又十分复杂的故障,要迅速做出判断处理,才能将危害降到最低。 二、机组异常振动原因 1、机组运行中心不正引起振动 (1)汽轮机启动时,如暖机时间不够,升速或加负荷过快,将引起汽缸受热膨胀不均匀,或滑销系统有卡涩,使汽缸不能自由膨胀,均会造成汽缸对转子发生相对偏斜,机组出现不正常的位移,产生振动。 (2)机组运行中,若真空下降,将使低压缸排汽温度升高,后轴承座受热上抬,因而破坏机组的中心,引起振动。

关于汽轮机振动分析及处理

关于汽轮机振动分析及处理 火力发电是我们公司主要安装的机组为了保证机组运行稳定,我们安装必须按照图纸施工。汽轮机作为发电系统的重要组成部分,其故障率的减少对于整个系统都有着重要的意义。汽轮机异常振动是发电厂常见故障中比较难确定故障原因的一种故障,针对这样的情况,加强汽轮机异常振动分析,为安装部门提供基础分析就显得极为必要。 一、汽轮机异常振动原因分析。 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。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。 (一)汽流激振现象与故障排除(安装不需考虑)。 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,如负荷,且增大应该呈突发性。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(一年以上)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50/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两种不同的故障,但其故障机理相同,都与转子质量偏心类似,因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。 与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动,因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外,转轴弯曲时,由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同,两者之间相互作用会有所抵消,转轴的振幅在某个转速下会有所减小,即在某个转速上,转轴的振幅会产生一个“凹谷”,这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时,振幅的减少发生在临界转速以下;当弯曲作用大于不平衡量时,振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 (三)摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征:一是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一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。二是发生摩擦时,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。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大,停机后转子静止时,测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩

汽轮机组振动分析探讨

汽轮机组振动分析探讨 发表时间:2018-11-13T20:29:03.847Z 来源:《电力设备》2018年第20期作者:胡海勃 [导读] 摘要:电力行业作为我国国民经济的重要支柱性产业,其安全稳定的运行对于经济和社会的发展至关重要。 (北京石景山热电厂北京 100041) 摘要:电力行业作为我国国民经济的重要支柱性产业,其安全稳定的运行对于经济和社会的发展至关重要。汽轮机作为电力企业重要的发电设备,是确保电力企业安全运行的基础,但汽轮机作为机械设备,在运行过程中不可避免的会发生一些常见故障。振动就是汽轮机运行过程中较为常见的故障之一,一旦振动故障发生,不仅会导致无法达到工作质量的标准,而且还会影响机组的整体运行,如果不能及时对振动故障进行处理,则会导致严重的后果发生。文章从汽轮机振动的特点入手,对汽轮机振动故障的原因和危害进行了分析,并进一步对汽轮机振动故障的处理措施进行了具体的阐述。 关键词:汽轮机;振动故障;故障处理 前言 涿州京源热电一期两台燃煤直流超临界机组,锅炉为北京巴威公司BW1242-25.4-M型,最大蒸发量为1242T/H,汽轮机为东方汽轮机CJK350/277-24.2/566/566型双缸双排汽抽汽凝汽式机组。自机组于2017年11月正式投产以来,多次出现机组2瓦X相振动大的问题,特别是机组带高负荷及满负荷时,当参数稍有变化,更加明显。 1 振动类型及产生的原因 热力发电厂产生振动的原因是包括多种类型: 1.1转子不平衡 转子不平衡引起的振动故障,主要源于转子自身的转子质量偏心及转子部件制造过程中存在的缺陷。转子系统的质量偏心跟转子本身的制造质量有很大的关系。如果制造过程中出现制造误差、装配过程造成误差、材质错误造成的误差都会最终引起转子产生偏心。这就需要制造厂家在生产过程中严格按照工艺要求进行生产,同时用户的监造人员要认真审核,确保达到用户标准要求。 转子部件残缺主要由腐蚀、磨损、冲击、疲劳等因素引起,这些原因可能造成设备的零部件部分磨损或脱落,导致转子不平衡而引起机组振动产生。 1.2转子弯曲 转子的弯曲包括永久弯曲和临时弯曲两种。转子弯曲是非常危险和严重的汽轮机事故。永久弯曲主要是转子出现弓背行弯曲状态,产生的原因有很多,包括结构设计不合理,制造误差过大,安装工艺水平低,运行操作出现严重的失误等。临时弯曲主要是由于机组启动过程暖机不足,升速过快,参数不匹配等原因,特别是热态开机时,冲车参数过低,造成转子收缩,胀差减少,以及加热不均匀,上下缸温差大等极易造成机组振动,转子弯曲。一般临时性弯曲经调整参数,延长盘车时间等转子弯曲均可慢慢恢复原值。 1.3转子不对中 转子不对中也是常有的振动故障。所谓转子不对中,就是由于施工及检修过程中安装产生的误差,设备变形,机器厂房等沉降不均衡等造成转子轴线出现不均衡。转子不对中是很严重的问题,即使偏移量极小,如果不能及时解决,都有可能造成机组振动增大,联轴器磨损,轴承损坏等事故。 1.4汽流激振:主要受两方面因素影响,属于一种自激振动,主要跟负荷及机组参数有关,发生在大型汽轮机组的高中压转子段。而且主要发生在负荷较高的阶段,经常振动突然增大。经查相关数据,通过对涿州热电机组振动的分析,二瓦轴振X/Y向振动都出现在高负荷、低汽温期间,且0.5倍频分量为主,振动主要是自激振动特征。 2 机组振动故障的表现特征 2.1部件间振动传递 汽轮发电机组振动的,当某种原因引起某瓦振动以后,会引起相邻瓦、甚至是整个轴系的振动。此时不仅可以通过表记判断出机组振动,就地也会感到有比较强的振动感。 2.2振动噪声 汽轮机发生故障的时候,会伴有明显的噪声。故障之初,检查轴承振动会发现轴承振动加大而且会伴有噪声。这主要是轴承共振引起的,随着振动的加剧,噪声也逐渐加大。 3涿州热电机组振动大的处理措施 涿州热电振动大保护关系:任意瓦X相或Y相轴振动达到危险值250μm,与其它任意瓦轴振动达到报警值125μm,保护动作,机组掉闸。当机组振动突然增大时,对机组安全稳定运行还是影响极大的。往往稍一迟疑,就可能造成保护动作,机组掉闸事故的发生。 3.1减少外界对机组的扰动。 主要是在高负荷及满负荷时,维持汽压、汽温稳定在额定值附近,尽量减少波动,特别是对于主、再热汽温的维持在额定值,防止汽温大幅波动或短时大幅下降,防止产生振动。 3.2调整轴承间隙。 轴承的稳定性在一定程度上决定了发电机组是否发生振动,轴颈偏心率大,轴承稳定性好,偏心率与轴承间隙成反比。也就是说轴承间隙越小的偏心率越大,轴承越稳定。通过查看资料和与厂家沟通,针对2瓦X相振动大的问题,将2瓦上下间隙减少2mm,提高2瓦的稳定性。 3.3调整轴承标高。 适当的调整轴承标高,也是处理振动的重要方法。轴承标高的不合理会直接导致轴承比压下降,就会大大降低轴承的稳定性。 3.4调试润滑油温度。 润滑油温度也会影响汽轮机组的正常运行,提高润滑油温,就可以降低润滑油粘度,相应的减少阻碍,促进轴承偏心率的提高,进而提高轴承的稳定性,减少振动的产生。将机组润滑油温由原来正常值的40℃--45℃的区间范围,调整到维持油温上限45摄氏度运行,在保

汽轮机的热应力、热变形、热膨胀分析

汽轮机的热应力、热变形、热膨胀 主要内容:主要介绍汽轮机的热应力、热膨胀和热变形;汽轮机寿命及如何进行汽轮机的寿命管理。 Ⅰ汽轮机的受热特点 一、汽缸壁的受热特点 汽轮机启停过程是运行中最复杂的工况。在启停过程中,由于温度剧烈变化,各零部件中及它们之间形成较大的温差。导致零部件产生较大的热应力,同时还引起热膨胀和热变形。当应力达到一定水平时,会使高温部件遭受损伤,最终导致部件损坏。 1.汽缸的受热特点 (1)启动时,蒸汽的热量以对流方式传给汽缸内壁,再以导热方式传向外壁,最后经保温层散向大气,汽缸内外壁存在温差,内壁温度高于外壁温度,停机过程则产生相反温差。 (2)影响内外壁温差的主要因素: ①汽缸壁厚度δ,汽缸壁越厚,内外温差越大。 ②材料的导热性能; ③蒸汽对内壁的加热强弱。 加热急剧:温度分布为双曲线型,温差大部分集中在内壁一侧,热冲击时; 加热稳定:温度分布为直线型,温差分布均匀,汽轮机稳定运行工况; 缓慢加热:温度分布为抛物线型,内壁温差较大,实际启动过程中; 2.转子的受热特点 蒸汽的热量以对流方式传给转子外表面,再以导热方式传到中心孔,通过中心孔散给周围环境,在转子外表面和中心孔产生温差,温差取决于转子的结构、材料的特性及蒸汽对转子的加热程度。 Ⅱ汽轮机的热应力 一、热应力

热应力概念:当物体温度变化时,热变形受到其它物体约束或物体内部各部分之间的相互约束所产生的应力。 ①温度变化时,物体内部各点温度均匀,变形不受约束,则物体产生热变形而没有热应力。当变形受到约束时,则在内部产生热应力。 ②物体各处温度不均匀时,即使没有外界约束条件,也将产生热应力;在温度高的一侧产生热压应力,在温度低的一侧产生热拉应力。 二、汽缸壁的热应力 1.启动时,汽缸内壁为热压应力,外壁为热拉应力,且内外壁表面的热压和热拉应力均大于沿壁厚其他各处的热应力。 内壁;t E i ??-?-=μ ασ132 外壁:t E ??-? -=μασ1310 在停机过程中,内壁表面热拉应力,外壁表面热压应力。

临界转速

在工程上,我们也把对应于转子一阶横向固有频率的转速称为临界转速。 当代的大型转动机械,为了提高单位体积的做功能力,一般均将转动部件做成高速运转的柔性转子(工作转速高于其固有频率对应的转速),采用滑动轴承支撑。 由于滑动轴承具有弹性和阻尼,因此,它的作用远不止是作为转子的承载元件,而且已成为转子动力系统的一部分。在考虑到滑动轴承的作用后,转子——轴承系统的固有振动、强迫振动和稳定特性就和单个振动体不同了。 柔性转子的临界转速 由于柔性转子在高于其固有频率的转速下工作,所以在起、停车过程中,它必定要通过固有频率这个位置。此时机组将因共振而发生强烈的振动,而在低于或高于固有频率转速下运转时,机组的振动是一般的强迫振动,幅值都不会太大,共振点是一个临界点。故此,机组发生共振时的转速也被称之为临界转速。 转子的临界转速往往不止一个,它与系统的自由度数目有关。实际情况表明:带有一个转子的轴系,可简化成具有一个自由度的弹性系统,有一个临界转速;转轴上带有二个转子,可简化成二个自由度系统,对应有二个临界转速,依次类推。 其中转速最小的那个临界转速称为一阶临界转速nc1,比之大的依次叫做二阶临界转速nc2、三阶临界转速nc3。 工程上有实际意义的主要是前几阶,过高的临界转速已超出了转子可达的工作转速范围。 临界转速的变动 为了保证大机组能够安全平稳的运转,轴系转速应处于该轴系各临界转速的一定范围之外,一般要求: 刚性转子 n<0.75 nc1 柔性转子 1.4 nc1 < n <0.7 nc2 式中,nc1、nc2分别为轴系的一阶、二阶临界转速。 机组的临界转速可由产品样本查到或在起停车过程中由振动测试获取。 需指出的是,样本提供的临界转速和机组实际的临界转速可能不同,因为系统的固有频率受到种种因素影响会发生改变。 一般地说,一台给定的设备,除非受到损坏,其结构不会有太大的变化,因而其质量分布、轴系刚度系数都是固定的,其固有频率也应是一定的。 但实际上,现场设备结构变动的情况还是很多的,最常遇到的是换瓦,有时是更换转子,不可避免的是设备维修安装后未能准确复位等等,都会影响到临界转速的改变。 多数情况下,这种临界转速的改变量不大,处在规定必须避开的转速区域内,因而被忽略。

汽轮机异常振动分析与排除 贾峰

汽轮机异常振动分析与排除贾峰 发表时间:2018-11-18T20:20:10.497Z 来源:《防护工程》2018年第20期作者:贾峰王舰[导读] 在我们国家,广大的北方区域因为水少,大多是依靠火力来发电的。只有做好了电力供应才可以确保城市的稳定。 抚顺石化工程建设有限公司第七分公司辽宁抚顺 113008 摘要:在我们国家,广大的北方区域因为水少,大多是依靠火力来发电的。只有做好了电力供应才可以确保城市的稳定。为确保供电合理,电厂的维修机构都会在规定的时间中对设备开展详细的分析和维护。然而汽轮机作为发电体系中非常关键的一个构成要素,它的问题率的降低对于综合体系的发展来讲,意义非常多关键。它的不正常振动是目前来讲,非常难以应对的一个问题。对于这种状态,强化对 其不正常振动的探索,为维修机构提供必需的分析就变得非常的关键。 关键词:汽轮机;异常振动成因;排除措施 1汽轮机异常振动的原因 1.1汽流激振现象造成的异常振动 当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时,首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长,当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况,从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征:第一,当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量;第二,运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振现象时,需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断,通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析,可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。 1.2转子热变形造成的异常振动 汽轮机在运行过程中会出现转子热变形造成的异常振动情况,需要工作人员对转子热变形的成因进行分析,尽可能避免汽轮机的异常振动情况。造成汽轮机转子热变形的原因有很多,主要原因包括:汽轮机运行引发转子热度过热、汽轮机气缸出现进水情况、气缸中进入冷空气与气缸造成摩擦、汽轮机中心孔进油、汽轮机发电机转子冷却温度出现差异,以上原因均能造成汽轮机转子热变形情况的发生。当转子由于温度过热出现变形问题时,会直接造成汽轮机的异常振动,由于转子热变形情况可能是临时危害,也可能是永久危害,需要工作人员对转子热变形的危害情况进行判断,避免转子热变形对汽轮机的正常运行造成过于严重的影响。 1.3摩擦造成的异常振动 汽轮机由于长时间运行,对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤,当零部件的摩擦损害过于严重时,则会造成汽轮机的异常振动问题。汽轮机摩擦出现异常振动的特征如下:第一,转子热变形会对汽轮机造成不平衡力,使汽轮机的振动信号受到影响,会出现少量分频、倍频以及高频分量等现象;第二,当汽轮机发生摩擦时,汽轮机的振动会出现波动,波动的持续时间较长。而汽轮机摩擦过于严重时,汽轮机的振动幅度会大幅增加;第三,汽轮机在延缓运行过程中,下降速度超过临界点时,汽轮机的振动幅度会增大。当汽轮机停止转动后,汽轮机的测量轴会出现明显晃动。简而言之,汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高,局部温度过热造成转子热变形,产生不平衡力造成的异常振动。 2汽轮机组常见异常振动排除 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。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。 2.1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,如负荷,且增大应该呈突发性。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(一年以上)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。 2.2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两种不同的故障,但其故障机理相同,都与转子质量偏心类似,因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动,因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外,转轴弯曲时,由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同,两者之间相互作用会有所抵消,转轴的振幅在某个转速下会有所减小,即在某个转速上,转轴的振幅会产生一个“凹谷”,这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时,振幅的减少发生在临界转速以下;当弯曲作用大于不平衡量时,振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 2.3摩擦振动的特征原因与排除 一是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一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。二是发生摩擦时,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。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大,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: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,产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。

临界转速理论基础

临界转速理论基础 一、临界转速定义 临界转速就是透平机组转速与透平机转子自振频率相重合时的转速,此时便会引起共振,结果导致机组轴系振动幅度加大,机组振动加剧,长时间在这种临界转速下运转,就会造成破坏事故的发生。 由于转子因材料、制造工艺的误差、受热弯曲等多种因素,转子各微段的质心一般对回转轴线有微小偏离。转子旋转时,由上述偏离造成的离心力会使转子产生横向振动,在工作过程中不可避免的产生振动现象。这种振动在某些转速上显得异常强烈,这些转速称为临界转速。转子的振动幅值(扰度、离心力)将随着转速的升高而增大,当转速继续升高而振动幅值出现下降且稳定在某一振动幅值范围之内,我们称转子系统此时发生了共振现象(批注:转子的振动幅值(扰度、离心力)将随着转速的升高而增大,当转速继续升高而振动幅值出现下降,继续升高下降)。我们把振动幅值出现极大值时对应的转速称为转子系统的临界转速,这个转速等于转子的固有频率。当转子速度继续升高,振动幅值再次出现极大值时,该振动幅值对应的转速称为二阶临界转速,以此类推我们可以定义转子的三阶临界转速,四阶临界转速。但是实际中由于支承刚度、轴系受力等情况,转子临界转速会与定义值有一定的偏差,比如转轴受到拉力时,临界转速会提高;转轴受到压力时,临界转速会下降。 转子的临界转速一般通过求解其振动频率来得到。转子的固有频率除了与转子结构(和支承结构)参数有关外,它还随转子涡动转速和转子自转转速的变化而变化。在不平衡力驱动下,转子一般作正向同步涡动,当转子涡动频率等于转子振动频率时,转子出现共振,相应振动频率下的转速就称为该转子的临界转速。转子的固有频率除了与转子结构(和支承结构)参数有关外,它还随转子涡动转速和转子自转转速的变化而变化。为确保机器在工作转速范围内不致发生共振,临界转速应适当偏离工作转速10%以上。 临界转速的研究对于旋转机械很重要。在旋转机械中,由于振动而引起很多故障甚至事故,造成了财力物力的损失。有效预防、及时发现、有效解决振动原因能够显著提高设备的运行安全性、可靠性并减少维修费用,带来巨大的经济和社会效益。引起旋转机械振动的原因很多,但是运行在临界转速下的转轴产生的振动破坏性最大。在运行中,要尽快通过临界转速,动力学特性研究指出,转子在越过临界转速后会自动定心,因而可以稳定运转。二、临界转速的分析 根据临界转速的定义可以看出,质心的偏移是临界转速产生的原因。当回转体在临界转速或其附近运行时,本身将出现很大变形并作弓状回旋,引起支承及整个机械的剧烈振动,甚至造成轴承和回转体的破坏,而当转速在这些特定转速的一定范围之外时,运转即趋于平稳。 以图2-1所示竖立单圆盘转轴为例分析临界转速。轴的重量忽略不计,只考虑圆盘的质量m,轴系的刚度为k,而阻尼可忽略,圆盘的几何中心为O,重心为G,偏心距e = O’G。当轴静止时,其轴心线与铅垂线AB 重合;当轴以角速度ω 旋转时,偏心质量将产生离心惯性力2meω,使轴弯曲而到达AO’B的位置,其振幅为OO’。 由图2-1可见,在临界转速下运动时,轴系作两种运动:一种是圆盘绕几何中心的转动;一种是弯曲了的轴AO’B 绕铅锤线AOB的转动,轴的变形呈弓状,因而称为弓状回旋。弓状回旋与轴系的横向振动不同。横向振动时,轴因反复弯曲而产生交变拉压应力;弓状回旋时,轴内不产生或仅产生频率远低于轴转频率的交变拉压应力,但离心惯性力对轴系施加频率等于轴自转频率的交变作用力而使系统发生振动。当不考虑回转效应和工作环境等因素时,回转体的临界转速在数值上与其横向振动的固有频率相同。设某回转体的临界转速为 n c(r/min),其横向振动的固有频率为ωn(rad/s),则有:

汽轮机振动大的原因分析及其解决办法

汽轮机振动大的原因分析及其解决办法 发表时间:2017-09-06T10:38:48.377Z 来源:《电力设备》2017年第14期作者:唐昊 [导读] 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。 (阜新金山煤矸石热电有限公司辽宁省阜新市 123000) 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 前言 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。 1.机组异常振动原因 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。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。 2.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。 2.1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。 2.2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两种不同的故障,但其故障机理相同,都与转子质量偏心类似,因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动,因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外,转轴弯曲时,由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同,两者之间相互作用会有所抵消,转轴的振幅在某个转速下会有所减小,即在某个转速上,转轴的振幅会产生一个凹谷,这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时,振幅的减少发生在临界转速以下;当弯曲作用大于不平衡量时,振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动[1]。 2.3摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征:一是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一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。二是发生摩擦时,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。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大,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: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,产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。 3.如何查找汽轮机的异常震动 生产中经常遇到瓦盖振、轴振的异常变化,引起振动异常的原因很多。根据振动产生的集中原因,在查找振动主要来源时要注意下面几个要素:振动的频率是 1X,2X等。振动的相位是否有变化及相邻轴承相位的关系。振动的稳定性如何(指随转速、负荷、温度、励磁电流、时间、等的变化是否变化)。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象:升速时振动与转速的二次方成正比,转速高振动大。特别过临界时振动比以往大得多。振动的频率主要是1X。振动的相位一般不变化及相邻轴承相位出现同或反相,振动的稳定性好(在振动没有引起磨擦的情况下),且重复性好,根据振动特征与日常检测维修记录多方面分析,找出故障原因最终排除。另外对于一些原本设计上有通病的机组,要做好心理准备并牢记其故障点,一旦出现情况首先要检查设计缺陷部件。 4.在振动监测方面应做好的工作 目前200M W 及以上的机组大都装设了轴系监控装置,对振动实施在线监控,给振动监测工作创造了良好的条件。其他中小型机组有的虽装有振动监测表,但准确度较差,要靠携带型振动表定期测试核对,有的机组仅靠推带振动表定期测试记录。对中小型机组的振动监

汽轮机振动分析与故障排除

成人高等教育毕业设计 题目:汽轮机振动分析与故障排除 学院(函授站):机械工程学院 年级专业:热能与动力工程 层次:本科 学号: 姓名:张华 指导教师: 起止时间:年月日~月日

内容摘要 我国经济的快速发展对我国电力供应提出了更高的要求。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。汽轮机组作为发电厂重要组成部分其异常振动对于整个发电系统都有着重要的影响,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。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。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;分析;排除

内容摘要 0 前言 (3) 第一章振动原因查找和分析 (4) 第2章汽轮机组常见异常震动的分析与排除 (4) 2.1汽流激振现象与故障排除 (5) 2.2转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 (5) 2.3摩擦振动的特征、原因与排除 (6) 第三章运行方面 (6) 3.1 机组膨胀 (6) 3.2 润滑油温 (6) 3.3轴封进汽温度 (7) 3.4机组真空和排汽缸温度 (7) 3.5 发电机转子电流 (7) 3.6断叶片 (7) 第四章关于汽轮机异常振动故障原因查询步骤的分析 (7) 第五章在振动监测方面应做好的工作 (8) 结论 (10)

汽轮机运行中振动大的原因及危害

汽轮机运行中振动大的原因及危害 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两种不同的故障,但其故障机理相同,都与转子质量偏心类似,因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。 与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动,因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外,转轴弯曲时,由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同,两者之间相互作用会有所抵消,转轴的振幅在某个转速下会有所减小,即在某个转速上,转轴的振幅会产生一个“凹谷”,这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时,振幅的减少发生在临界转速以下;当弯曲作用大于不平衡量时,振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。 (三)摩擦振动的特征、原因与排除 摩擦振动的特征:一是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一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。二是发生摩擦时,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。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大,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: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,产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。 三、在振动监测方面应做好的工作

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