大型汽轮机动静碰摩的诊断与分析.pdfVIP

机械工程师 M}三CHA j(AlE}、4GiI p 大型汽轮机动静碰摩的诊断与分析 魏江 (大唐 电科院西北分公司，西安 710065) O 引 言 有的不平衡质量叠加后产生一个新的不平衡质量使振动 汽轮发电机组新机启动或者检修后机组启动常常发 高点偏离原来的滞后角一个角度 原来滞后角的位置是 生动静碰摩故障。出于节能的考虑，机组动静间隙越来越 固定的，随着附加不平衡质量角度的不断变化，进而造成 小．系统的碰摩可能性越来越大。随着机组对于效率的追 碰摩过程中振动相位的阶段性周期变化。 求，以后机组碰摩的可能性进一步变大。火电机组的碰摩 区别于受迫振动，动静碰摩是引发随机性振动的常 故障是仅次于质量不平衡的故障。而且该异常往往是其 见原因之一。转子碰摩振动具有如下典型特征：碰摩早期 它故障的诱发因素。因此对于机组碰摩故障的研究能够 相位基本不变，振幅变化以一倍频成分为主，中后期相位 有效地提高机组的稳定性和经济性。 发生规律性变化；中后期伴有高频或低频成分出现；轴心 1 机组动静碰摩的原因分析 轨迹正向涡动为主，反向成分少。 ，．， 机组碰摩的原因 2 碰摩的现场诊断 汽轮机组径 向和轴 向的碰摩通常发生动静间隙较小 现场碰摩故障判断的重要依据：1)在固定转速下，转 的部位．随着汽轮机效率的进一步提高，转动部件与静止 子振动振幅不是稳定的，而是随时间缓慢波动爬升，变化 部件之间的动静间隙越来越小，轴承油挡 、隔板汽封、叶 的分量是基频成分为主，振动 “毛刺”现象较为明显：2)振 片顶部汽封及端部汽封、挡汽片部位容易发生碰摩。密封 幅随参数和负荷变化灵敏，参数少许波动振幅会快速爬 瓦位置容易发生发电机转子的径 向碰摩 。动静碰摩有下 升。且参数恢复后振幅无法回复原来大小 。3)早期碰摩不 列原因：1)转子振动位移大。由于任何原因引起的转子振 会m现杂乱的频谱，严重碰摩会出现2、3阶等倍频成分。 动大，一旦转子振幅超过动静间隙值，静止部件都将与旋 2．， 暂态过程 转部件发生碰摩。2)轴系对中不好 。在安装过程中，如果 图1为大唐某 600lVIW亚临界空冷机组，9月 1日第 转子f~qx~中超限，容易使转子偏斜，进而导致碰摩发生 一 次冲车数据。振动信号中1、2轴承处振动较大．所以取 3)动静间隙不足。有可能是施工过程中未按照设计值安 1、2轴振数据进行分析，其他通道不做讨论 装，出于效率的考虑将间隙值不断放低超过设计标准，或 取第一通道的暂态过程。 是由于上下缸温差过大导致间隙变小。4)缸体变形或者 膨胀不均。大机组高压转子前汽封径向长度长，冷态启机 缸体膨胀量大，容易发生膨胀不均 ，机组滑销系统 涩导 致缸体膨胀不平衡，上下缸温差等参数的异常容易造成 缸体变形进而造成动静碰摩，严重时可能导致大轴产生 不可逆弯曲。令国范围内已发生多起高压转子汽封片碰 摩引起的弯轴事故。 ，．2 碰摩原因及振动特征 机组在额定转速下没有发生碰摩故障的情况下，振 动的高点滞后与转子的不平衡质量，两者之间相差与转 速相关的一个固定角度，转子动力学上称为滞后角。碰摩 发生时．转轴与静止部件的接触点在高点位置 。这时碰摩 点受到径 向与逆转向的摩擦力两个力的作用。从而在转 图1中E图对应相位信息，下图上部线条对应 1倍 动方向的反向产生一个叠加的不平衡质量 ，它与转子同 频成分 ．下部线条对应通频成分。1号轴承轴振 1x方向 230 ； 2015年第12期 网址：www．jxgcs．com 电邮：hrbengineer@163．com