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1、浅析大型汽轮发电机组振动及诊断第七卷第一期安徽电力职工大学学报2002年3月Vol.7,No.lJOURNALOFANHUIELECTRICPOWERUNIVERSITYFORSTAFFMarch2002张红飞(合肥电力学校合肥230051)［摘耍］本文结合电力生产实例,通过对大型汽轮发电机组振动现象进行详细的分析，提出经过频谱分析，找出事故原因的主频率，诊断振源方法。［关键词］机组振动;工频振动;幅频特性［中图分类号］TK263.6［文献标识码］A［文章编号］1009-1238(2002)01-0045-03随着汽轮发电
2、机组容量的不断增大，参数的提高，安全监测和自动保护控制也日益完善，但各种各样的事故仍时有发生。按强迫停机小时数和停机次数统计的故障分析如下表:调节和润滑油系统高中压调节阀机组振动汽水系统相对强迫停机小时数％相对强迫停机次数%25.431.214.612.537.141.52.16.25叶片20.25.0其它0.63.75由此可见机组振动故障占据相当大的比例。因此，为保证机组的安全运行，技术人员应具备对机组振动现象作出正确分析并及时釆取相应措施的能力。一、振动的诊断由于引发机组振动的原因多种多样，而且因素之间还相互影响，所以
3、确定事故原因并非易事。除了对振动加以监视和测量，还要进行相关的试验，根据扰动力的特性，才能确定振动的类型、振源。值得注意的是不管什么类型的振动，都有其特定的频率成份。如果事先经过频谱分析，找出事故原因的主频率,那么我们可以利用表1-1初步诊断振源。二、实例引析1.遵义电厂8号机遵义电厂8号机是上海汽轮机厂生产的N-125-13.24/535/535型超高压中间再热冷凝式汽轮机。1993年7月Um后而被迫停机。在9月3日正常停机吋,3号轴承停机检漏后开机,过临界转速时,3号轴承垂直振动迅速升高到80Ug然后随转速下降而减少。
4、垂直振动随负荷的减少而略冇上升，解列后振动迅速增大，在2700r/min左右达到极值601994年6月对8号机进行了振动故障诊断试验,无论启、停或低负荷运行,2、3号轴承都产生不稳定振荡，其频率与工作转速吻合，振幅和相位相对稳定,振动成份是工频振动，无低频分量，但存在不同程度的2~5倍高频分量。图为其2号轴承振动频谱图。由此可知其振型为强迫振动主要因素是低压缸局部变形，滑销系统局部卡涩，膨胀扭曲引起轴系中心偏移。由于高次谐波的存在，表明存在某些部件的刚度削弱。经解体发现:高中压与低压转子刚性联轴器的16只连接螺栓中，从中部
5、断脱5只，裂纹1只。从而导致联轴中心不正。2作者简介:张红飞(1972)男，汉族，毕业于武汉水利电力大学热动系，现正攻读东南大学热动专业硕士研究生学位。1994年毕业后分配在合肥电力学校仿真中心，一直从事于仿真机的开发和现场培训工作。?■45??1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.安徽电力职工大学学报第七卷第一期表1・1?46??1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsr
6、eserved.1.华能徳州电厂1>2号机华能德州电厂汽机为东方汽轮机厂生产的型号为N300-16.7/537/537-2轴系临界转速见表2-1轴系临界转速r/min计算值实测值对应主振型一13991400电机一阶二16911700高中压一阶三17361800低压一阶四34632830低压二阶五3470电机二阶1992年7月该机组在180MW以下运行时，正常振动以基频为主，无谐波分量。但当负荷增至280MW时,低压转子三号轴承处突发强烈低频振动(f=16.8HZ)并马上波动整个轴系。减负荷停机中，低压转子第一临界转速由18
7、00r/min降至1000r/min且与油膜失稳频率耦合'初步可判断为轻载轴承的油膜振荡。根据Sommerfield准则数：S二P=
8、iu)dL屮二8P—轴承的比载荷d-轴承的直径L—轴瓦的工作段长度〃一轴承相对间隙U—r—轴承半径润滑油动力粘度轴承结构及其参数成为油膜失稳的根源。于是对轴承进行有针对性的测量，即首先进行2、3号轴承冷、热态相对标高的实测与估算，结果表明中压缸排汽温度为350°C,实测2号轴承座温度在70°C以上，轴中心线距地面约一米，膨胀量计算约有0.70mm。3号轴承正常运行温度按40°C计算，运行中部
9、号轴承标高较3号轴承至少升高0.3mm。3号轴承轴瓦脱空，低压一阶临界转速降为948r/min,与实测1000r/min处有振动高峰相符。再将3号轴承载荷下降，计算其对系统动力特性的影响。见表2・23号轴承比压降至50%、40%、30%>20%设计比压时的计算结果比压S系统阻尼[Peterl]涡动转速N
