振动故障诊断实例

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1、第二节转轴碰磨引起的弯轴事故据1989年国内大机组弯轴事故统讣表明，其中86%是由转轴径向碰磨引起，因此分析，研究转轴碰磨引起的弯轴事故，对于防止电厂重大恶性事故，有着重要的意义。本书第二章第九，十两节，对机组启停过程中和工作转速下转轴碰磨振动特征，诊断作了详细介绍，本节讨论的是转子已经发生了永久弯曲，如何分析弯轴事故起因，主导原因，弯轴形成机理及其防治。5.2.1现场发生的弯轴事故概况转子碰磨从方向分，可分为轴向和径向；如从发生部位分，可分为转轴，叶轮，叶片，围带等处与相对应部件碰磨，引起弯轴事故的碰磨只有转轴径向碰磨一种。由于轴封径

2、向间隙是机组动静间隙最小处，尤其是高压汽轮机，因此机组运行中转轴径向碰磨经常发生，这种碰磨稍有疏忽，直接导致轴封严重磨损和弯轴事故。第二章第九节已经指出，碰磨引起弯轴，其碰磨必须进入晚期。转子碰磨进入晚期首先要经过早期和中期，从直观分析，运行人员应有较充分的时间进行纠正性操作。正是由于这一原因，对弯轴事故调查时，有关人员普遍反映当时机组振动不大。现场检测到的振动结果表明，某些新机或大修后启动，轴封间隙调整不当或上下缸温差过大，转轴碰磨早期阶段很不明显，尤其是当转速接近转子一阶临界转速时，转轴碰磨山早期很快进入中期和晚期。从实测结果来看，

3、转轴碰磨进入中期时，轴瓦和轴振增长速率分别高达60-80um/min,150-200um/min,碰磨进入晚期振动增长速率将儿倍于中期碰磨增长率，所以当转轴碰磨严重时，从振动开始增大，到碰磨进入晚期，弯轴事故形成，前后不过2-3min或更短。所以一旦发现振动异常，除非机组装有跳闸保护，否则运行人员尚无作出判断，机组振动已经失控，弯轴事故在所难免。不仅如此，即使对于装有跳闸保护的机组，当跳闸值设置不当，或升速率过高，也难免弯轴事故的发生。因此转轴碰磨引起的弯轴事故防治，较其他事故防治要困难的多。从事故后叶片围带和气缸上阻汽片间隙及围带上留

4、下的磨痕深度测算，一般弯轴事故转子中部振动和弯曲值（双幅）将超过6-8伽，轴承振幅将超过600um；对于某些严重的弯曲事故，动静部件会产生更大的磨损，而且还会造成气缸法兰螺栓振松和咬扣或滑扣。5.2.2转轴碰磨引起的弯轴事故机理及特征转轴碰磨进入晚期后会形成弯轴事故,是由于晚期碰磨振动增长速率比中期更高。在一定转速下,振动增长率直接反映了转子热弯曲增长率，即反映了转轴径向，轴向温度梯度（热应力值）。当弯曲高点处热应力（挤压）超过材料屈服限时，品体产生塑性变形，所以当转了冷却至常温后,原来弯曲高点变成了弯曲的I叫点。基于这种弯曲机理，转轴

5、碰磨引起弯轴主要特征，有以下三点:1.在永久弯曲凹点方向留下碰磨重点庄轴径向碰磨时重点处温度高于另一端，当转子转速在一阶临界转速以下或附近时，转子热弯曲高点又是碰磨重点，因此使转轴越磨越弯，所以在热弯曲高点上留下十分显著的磨痕重点。当碰磨严重时，在叶顶，围带上在这一方向也会留下明显磨痕和沟槽，以至这一方向上钏接围带被汽缸上阻汽片切断而飞脱。当转轴热弯曲高点处引起挤压应力过大，超过材料屈服极限时，便产生塑性变形；转子冷却至常温时，原弯曲高点出纤组变短而成为凹点。1.转子弯曲成折线图5-1是一台国产125MW机组汽轮机高中压转子转轴碰磨后引

6、起弯轴典型曲线。由图可见，转子只是局部产生了永久弯曲，因此从弯曲形状看像是折线。这是由于转轴碰磨在大多数情况下，转了只是在轴向长度不大的一段上碰磨进入了晚期，其他轴段上虽也发生了碰磨，但因转了结构,径向间隙不同，碰磨仍处在早期或中期，因此转轴塑性变形只发生在轴向不长的一段，所以弯曲成折线。该轴段碰磨较早的进入晚期，主要由当时转速，即转子挠曲形状，轴封间隙值，汽封块退让量及弹性力所决定。所以对某一种形式汽轮机转子来说，在绝大多数情况下碰磨引起的弯轴总是发生在同一轴段上。2.退火后转子弯曲值明显减小山转轴碰磨引起弯轴机理可知，转子弯曲凹点的

7、形成是山于该方向材料在热状态下产生过大的挤压应力所致。当转子冷却后，过大挤压应力处乂产生了拉应力，这种应力与转子永久弯曲方向一致，故使转了永久弯曲值増大。所以直轴之前对该轴段退火内应力消除后，永久弯曲值会减少。一般碰磨引起的弯曲，退火后永久弯曲值将减少20%-30%,如图5-1所示。5.2.3转子永久弯曲的确认运行机组因转轴碰磨或其他原因，转子己经发生了永久弯曲，目前现场大多数采用多次启动的办法，企图冲过去。实在无法冲过去，便揭缸寻找大振动的原因，有时发现转子已经发生永久弯曲,有时对机组造成更大的损坏。下面介绍再不揭缸的情况下，确认转子

8、永久弯曲与否及弯曲值的方法。转子永久弯曲的最明显特征，一是大轴晃摆值经4h连续盘车不能复员；二是临界转速下振动较前显著增大，当大轴弯曲指示器原始晃摆值大于60um和转子永久弯曲小于0・30nun时，第一个特