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汽​轮​机​组振​动分析​研究
发布时间:2017-05-10

  汽轮机振动范围的规定(单位:毫米)对设备的危害不大,因而是允许的。汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题。造成振动的原因很多,但是我们只要能抓住矛盾的特殊性,即抓住振动时表现出来的不同特点,加以分析判断,就有可能找出振动的内在原因并予以解决。

  值得注意的是,随着汽轮机功率的增大,在轴承座刚度相当大的情况下,转子的较大振动并不能在轴承座上反映出来。

  振动是指一种周期性的往复运动,处在高速旋转下的汽轮发电机组,在正常运行中总是存在着不同程度和方向的振动。对于振动,我们希望它愈小愈好。

  对设备的危害不大,因而是允许的。这里所讲的振动,都是指对设备有危害,超出了允许范围的振动。 汽轮发电机组振动过大时可能引起的危害和严重后果如下: 1)机组部件连接处松动,地脚螺丝松动、断裂; 2)机座(台板)二次浇灌体松动,基础产生裂缝: 3)汽轮机叶片应力过高而疲劳折断; 4)危机保安器发生误动作;

  5)通流部分的轴封装置发生摩擦或磨损,严重时可能因此一起主轴的弯曲;

  6)滑销磨损,滑销严重磨损时,还会影响机组的正常热膨胀,从而进一步引起更严重的事故; 7)轴瓦乌金破裂,紧固螺钉松脱、断裂;

  8)发电机转子护环松弛磨损,芯环破损,电气绝缘磨破,一直造成接地或短路; 9)励磁机整流子及其碳刷磨损加剧等;

  从以上几点可以看出,振动直接威胁着机组的安全运行。因此,在机组一旦出现振动时,就应及时找出引起振动的原因,并予以消除,决不允许在强烈振动的情况下让机组继续运行。

  汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题。造成振动的原因很多,但是我们只要能抓住矛盾的特殊性,即抓住振动时表现出来的不同特点,加以分析判断,就有可能找出振动的内在原因并予以解决。

  1、励磁电流试验

  试验目的在于判断振动是否由电气方面的原因引起的,以及是由电气方面的哪些原因引起的。 如加上励磁电流后机组发生振动,断开励磁电流振动消失。则可肯定振动是有电气方面的原因造成的,此时可继续进行励磁电流试验。通过励磁电流试验得出如下两种结果:

  1)随着励磁电流的增加,振动数值跟着加大,此种情况表明,振动是由于磁场不平衡引起的。造成磁场不平衡的原因有:发电机转子线圈短路:发电机转子和静子间空气间隙不均匀等;

  2)磁场电流增加时振动不立即增大,而是随着磁场电流增加在一定的时间内成阶梯状的增大,在励磁电流增大时尤为显著。这表明振动和转子在热状态下的质量不均衡有关。

  2、转速试验

  试验目的在于判断振动和转子质量不平衡的关系,同时可找出转子的临界转速和工作转速接近的程度。 试验一般在启动(或停机)过程中进行。转速每升高100—200r/min记录振动值一次,试验的***高转速***好取为105%工作转速,以便观察振动变化的趋向。本试验可在汽轮机与发电机断开情况下进行,也可在连接情况下进行。

  通过本试验还应检查临界转速和工作转速是否过分接近。一般设计时应使二者相差30%左右,但由于运行期间拆去了一些零件或在转子上加工等,就有可能十分精确而达到完全平衡,这样工作转速离临界转速过近,机组运行中必然要发生较大振动。

  3、负荷试验

  试验的目的在于判断振动与机组中心、热膨胀、转子质量不平衡的关系,判断传递力矩的部件(靠背轮、减速齿轮)是否有缺陷。 试验可以升负荷方式进行,也可以降负荷方式进行,一般可分为零负荷、1/4负荷、1/2负荷、3/4负荷和满载负荷五个等级。每一级附和测量振动两次,即负荷刚改变后立即测量一次。负荷稳定30min后再测量一次。做负荷试验时,在测量振动的同时必须测量机组的热膨胀情况。一般通过负荷试验可得出如下三种结果:

  1)振动随负荷增加而见效(数值不大)。这表明振动的原因在于转体质量的不平衡,此时可参照“转速试验”进行分析。

  2)振动随负荷增加而加大,且于热膨胀无关(即每一级负荷的两次所测振动值变化不大)。

  这表明振动和旋转力矩有关。其可能原因有:机组按靠背轮找中心时没有找准;活动或半活动式靠背轮本身有缺陷,如牙齿啮合不好或不均匀磨损等;

  此种振动情况,一般在机组并列或接解列时振动值会有突变现象。

  3)在负荷改变后的一段时间,振动随时间的加长而加大(即在每一负荷下稳定一定时间后所测得的振动值与***次所测得的振动值有较明显的变化)。这表明振动与汽轮机的热状态有关,其可能原因有:滑销系统不良、基础不均匀的下沉;主蒸汽管道布置不当,在热膨胀时给汽缸施加了作用力;其它不正常的热变形引起机组中心线发生变化等