大型汽轮机动静碰摩的诊断与分析.pdf

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1、机械工程师M}三CHAj(AlE}、4GiIp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

2、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

3、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

4、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

5、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机械

6、工程师MECHANICALENGlNEER最终在2452．7r／min时振幅达到204．3m，打闸停机。组运行在某一低转速，视盘车电流和机组偏心情况，稳定在16l1．3dmin附近达到高压转子一阶临界转速。振一段时间，使发生碰摩的动静部件自行磨损。2)如果判断幅l28．8m，振动频率中以1倍频分量为主。碰摩部分发生在轴端汽封，汽封齿可见磨损痕迹及卷边图2对应2452．7r／min打闸停机后，1X降速过程振现象，对于汽缸端部汽封套、轴承箱油档、汽封环可外部动波德图，可以看出此时振动已经无法抑制，转子已经在拆卸的机组可以采取不揭缸调节的方法。1瓦处发生

7、弯曲。振动呈现不规律性，在一阶临界转速以下振动不减小，反而有所增大，相位突变，转子已经发生变形，产生了弹性弯曲。频率成分中以1倍频分量为主，其余各阶次成分不明显。图3对应2号轴承轴振2X方向升速bode图，可以看出相位、振幅比较稳定，振幅最大在第一阶临界转速1482．4r／min，振幅149m。频率以一阶量为主。针对机组的振动实际情况，现场采取了低速盘车的方式。机组打闸投入盘车，投入盘车时偏心l50Ixm，经过盘动12h以后，偏心下降至60Ixm。具备冲转条件，随后再次冲车，高压转子1、2瓦过临界最高振动90m，降速过程过临界最高振动92Ixm。随

8、后经过多次冲车后，高压转子1、2瓦过临界最高振动70m，降速过程过临界最高振动75m，碰摩异常已经消除。图4对应2号轴承轴