汽轮机振动分析

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1、汽轮机振动分析汽轮机纽•振动分诊断与处理曲卫军，梁青，陈其俊，王永利（大庆石油管理局电力总公司油田热电厂，黑龙江大庆163000）摘耍：本文通过对大庆油口热电厂3#机组大修后启动吋振动数据的测屋，论述了造成机组发电机无法通过一阶临界转速和额定转速，导致低压转子振动剧烈的原因；分别对发电机和低压转了的振动进行了消振处理，保证了机组的疋常运行。关键词：汽轮发电机；动不平衡；振幅；相位；故障诊断；频谱分析；静挠曲屮国分类号：TK268.1文献标识码：B大庆油田热电厂总装机容量600MW,单机容量200MWo3#汽轮机组于1993年投产发电,2004年进行第四次大修。该机组型号为CC140/

2、N200-130/535/535,系单轴、三缸、两排汽、超高压、一次中间、再热双抽冷凝式机组。性能参数如下：额定功率P=200MW；额定转速n=3000r/min；汽轮机高压转子临界转速n高=1941r/min,屮压转子临界转速n中=1781r/min,低压转子临界转速n底=1616r/min；发电机临界转速n临=1120-1260r/min；汽轮机高压缸12级（含调节级）,中压缸10级,低压缸10级。机组轴系结构示意图见图lo一、发电机故障诊断及处理1.故障情况3#发电机组大修后笫一•次启动时，在1000r/min中速暖机过程中两侧6#、7#瓦垂直振动值偏大,分别为42pm和32屮

3、m转速上升到1160r/min时，机组振动保护装置动作,自动停机，表明无法通过临界转速。2.故障识别与分析用振通904双通道机器分析仪对再次启机后在lOOOr/min转速下发电机转了两侧的6#、、7#瓦进行监测。（1）频谱分析（频谱见图2）（2）振动幅值和相位测量结果（见表1）6#瓦350°,236mm/s（42

4、im）7#瓦290°,1.67mm/s（32gm）将光电传感器移动90。测址，得到6#瓦84°,2.36rmm/s(42pm)7#瓦196°,1.67mm/s(32gm)(3)故障诊断和处理根据6#、7#垂直振动的频谱图和振幅、相位的测量结果，nJ以初步判断转了存在质量不平

5、衡及变形等问题。经查，发电机转子在大修期间没有进行任何检修，配重块也没有移动，所以可排除因质最变化引起的不平衡。但转子在人修期间静置时间很长，一且没启定期盘动,有町能导致挠曲变形，但是弹性变形述是塑性变形，以及变形量均不清楚。考虑到转子在1OOOr/minK的振型属于一-阶振型，且低于临界转速，故只可能存在静不平衡，为了避免对额定转速的影响，决定在发电机两侧平衡槽的对称位置上加平衡重量，经计算确定加重量500g,力重角度为280%再次启机前将振动保护值调整到200pm,在1000r/n)in时测得6#、7#瓦垂在方向的相位与加重Z前相比有50。左右的变化，振动幅值分別为21pm和12

6、gm,变化比较明显。这说明发电机转子挠曲变形屋不大，且为弹性变形，故决定提升转速到3000r/mino发电机过临界转速时6#瓦垂直振动为120pm,7#瓦垂直振动为50pm,到3000r/min时，6#瓦垂直振动15pm,7#瓦垂直振动34pmo整个轴系振动见表2。二、汽压机低压转子1•故障情况发电机转子通过临界转速的问题解决以后.低压转子5#瓦垂直振动在3000r/min吋为102pm,远远超出50pm的标准，机组仍不能正常运行。2.故障识别与分析用振通904双通道机器分析仪对3000r/min「卜•的汽轮机低压转子两侧的4#、5#瓦进行监测。(1)频谱分析(频谱见图3)(2)振动

7、幅值和相位测最结果4#瓦185°,8.omm/s(50

8、im)5#瓦356°,16,54mm/s(102pm)将光电传感器移动90。测量值：4#瓦110°,8.omm/s(50pm)5#瓦262°,16.54muds(102pm)3.故障诊断及处理由于本次大修中汽轮机低压转了次末级叶片进行了整级更换，R在对低压转了的高速动平衡中加了大虽配重，根据4#、5%瓦频谱及振幅、相位，可以判断低压转子存在质虽不平衡。经计算,4#瓦应加配重900g/70°,5#瓦应加配重917g/250°o启机后测得振值如下:4#瓦135°/4.6mm/s(30pm),5#瓦293716.74mm/s(110p

9、m)。将光电传感器移动90。测量，得到5#瓦25716.74mm/s(110pm)。可以看出5#瓦振动没有变化，4#瓦己经有变化。多次加配重的结果表明，在5#瓦加重对5#瓦木身影响不大，而对4#瓦影响很大，说明要降低5#瓦的振动还应在4#侧加配重。经计算，在4#瓦侧平衡槽的330。处加配重750g,另在5#瓦120。处加300g配重。至此为止，在5#瓦侧力配重2117g,4#瓦侧加配重1350go启机后测得各瓦振动情况如表3o可以看出除了8#瓦水平略高外，