大型汽轮机汽流激振故障的分析处理

《大型汽轮机汽流激振故障的分析处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、__0≤≮0llj谩拣交流与应鼹SHUJIAOLlUYUYINGYONG大型汽轮机汽流激振故障的分析处理郑勇，李明，王永庆，秦晓伟，白鲒(陕西电力科学研究院，陕西西安710054)．1汽流激振的机理根据目前公认的研究成果，汽轮机汽流激振来自3方面，即叶片顶隙激振、密封流体激振和作用于高、中压转子的不均衡静态蒸汽力⋯。1．1叶片顶隙激振汽轮机中与负荷相关的间隙激振的机理于1958年首先由Thomas提出，他假设转子的弯曲使得通流部分的径向间隙发生变化，一侧的间隙变小，与之后图1间隙激振时转子的受力向的另

2、一侧的间隙变大(见图1)121，间隙变小的一侧热效率增加．另一侧的热效率则减小，这样就导致了1．3作用于高中压转子的不均衡静态蒸汽力一个切向力作用在轴颈中心上，使之沿转动方向做由于蒸汽进汽方式不同，高压蒸汽产生一作用正向涡动。于转子的不均衡蒸汽力，一方面影响轴颈在轴瓦中Thomas给出了一个顶隙激振力的公式：的位置，改变了轴承的动力特性，造成转子运动失稳：另一方面可使转子在汽缸中的位置发生变化，引KRO-器(1)起通流间隙发生变化。式中：为级扭矩；为间隙单位长度改变造成的热效率的变化；Dm为叶片平均直

3、径；为叶片长度。2汽流激振的振动特征由式(1)可以看出，叶顶问隙激振力与叶片高度、节圆直径成反比，而高、中压转子叶片的特点是汽流激振通常发生在高参数机组的高压转子叶片短、节圆直径小，理论和实践均证明，汽流激振上，在低参数机组和高参数机组中、低压转子上很少更易在汽轮机高、中压转子上产生。发生汽流激振的振动信号有如下特征：1．2密封流体激振(1)汽流激振时轴振全频谱图是正进动方向，轴高、中压转子在轴封和隔板汽封中偏置时，蒸汽心轨迹是圆形或近似圆形。周向存在不均匀的压力分布，从而产生一个与偏置(2)自激振动

4、的涡动频率近似为xo(o为转速)，方向垂直的切向力，激励转子涡动。收稿日期：2008—12—29作者简介：郑勇(197(卜一)，男，河北唐山人，工程师，从事汽轮机热力试验方面的_T作。DJISHUJIAOLIUYUYINGYONG技术交流与应用轻度汽流激振时(涡动频率)略小于转速的1／2。高、中压转子发生了汽流激振故障，其中19日发生的严重汽流激振H,／x为高中压转子的一阶临界转速。汽流激振超过振动保护值，导致机组保护动作跳机。(3)流体激振失稳状态下转子做自激振动，呈现振动测试采用美国BentlyN

5、evada公司生产的的模态与受到外力作用所呈现的一阶不平衡振动的408DSPi动态信号处理仪和ADRESxp软件。振动标模态一样。最大振幅通常并不出现在轴承附近的传准依据为GB／T11348．2—2o07旋转机械转轴径向振感器处。因此要求分析人员必须能估计到在不可观动的测量和评定第二部分：陆地安装的大型发电机察位置的转子的振动幅值。为了精确估计振型，可组。加装振型测试探头(沿转子轴向布置的附加探头)。检测发现3号汽轮发电机组发生汽流激振时振通常用轨迹和轨迹基图来反映流体激振失稳。动主频率为26．5～2

6、7Hz，同时还伴有该频率成分的流体激振失稳最显著的特征是大的振幅、圆形(或近高次谐波，1Y、2Y方向轴振频谱图见图2、图3，趋势似圆形)的轨迹以及转子的正向进动。图见图4、图5。从汽流激振出现的过程看，另一个十分重要的特征是振动和机组的负荷有着十分密切的关系，有一个“门槛”负荷，往往在低负荷时不会出现，而是在最高负荷时出现，有的出现在接近最高负荷的某一高负荷段3汽流激振的治理频率／Hz图21Y方向轴振频谱图3．1减小周向旋流[31(1)利用反涡旋技术干扰流体的周向运动，即在汽轮机密封中逆转向注人蒸汽以

7、减小周向旋流。从而提高失稳界限负荷。(2)增大轴颈在轴瓦中的偏心率。(3)通过改变轴瓦的几何形状来扰乱周向旋流并减小其强度，从而提高转子的稳定性。频率／Hz3．2增加油膜的径向刚度图32Y方向轴振频谱图减小轴瓦间隙可以提高油膜径向刚度，达到约束轴颈涡动的目的，从而降低转子出现汽流激振的几率。3。3改变润滑油温改变油温有时会改善汽轮机的汽流激振问题，有时无效果。图4汽流激振时1Y方向轴振趋势图4大型汽轮发电机组汽流激振实例、^lIIttj恕=w一‘^屯0h～，^—‘4．1汽流激振及检测情况某发电公司30

8、汽轮发电机组为东方汽轮机厂产品，型号为NZK600—16．7／538／538。汽轮机为亚临图5汽流激振时2Y方向轴振趋势图界、一次中间再热、单轴、冲动、三缸四排汽、直接空根据东方汽轮机厂建议，采用改变调门投人顺冷凝汽式汽轮机，采用高中压缸合缸结构，汽轮发电序的方法，减少转子所受的蒸汽做功带来的扰动，从机组轴系中除l、20轴承采用可倾瓦式轴承，其余均而防止汽流激振的发生。停机后，调整了2号调速汽采用椭圆形轴承。阀和4号调速汽阀的开启顺序，再次启动并带满负荷