大型核电汽轮机推力轴承油膜失稳振动研究

针对某些机型核电汽轮机出现轴向振动与径向振动耦合的现象,采用大型核电汽轮发电机组推力轴承可倾瓦块模型,对运行中油膜失稳引起的自激振动进行了机理分析。通过建立转子轴向运动方程,对某650 MW核电机组启机过程中推力轴承载荷进行了测量,计算得出不同轴向载荷和推力轴承间隙比条件下的油膜刚度和阻尼,并分析了推力轴承油膜失稳引起的转子轴向自激振动的频率特点。结果表明:轴向载荷、转速和油膜阻尼是引起推力轴承可倾瓦块轴向自激振动的主要因素;减小推力轴承间隙和增大润滑油压可以抑制转子轴向自激振动。     

汽流激振故障的分析及处理

某200MW汽轮发电机组1号、2号轴承经常出现不稳定的低频振动,通过对机组振动及运行工况的分析、试验,发现1号瓦在突发振动时的主频率与高压转子临界转速一致,且与高压调汽门开度有关,因此,分析认为引起转子涡动的力与蒸汽流量直接有关,说明该振动属于典型的汽流激振引起的自激振动,针对该机组的振动问题,在小修中对配汽机构进行了相应的调整,消除了自激振动。     

大型汽轮发电机组低频振动故障案例研究与分析

大型电站机组低频振动故障是现场常见的故障,低频振动故障包括油膜涡动、油膜振荡、汽流激振、动静碰摩及大不平衡、随机振动和分数谐波振动,处理不当可能引起严重后果。通过对低频振动案例整理分析,总结了各低频振动故障发生情况;归纳总结了各低频振动故障原因,轴颈挠度过大和轴承的影响是油膜振荡故障的两大原因,汽流激振故障原因包括机组运行不当、不良结构状态和轴承3个方面的影响;并在低频振动频率、低频振动幅值、与运行参数的关系3个方面,对比分析油膜振荡和汽流激振故障特征,为同类故障诊断及处理提供参考信息。     

汽轮发电机组自激振动的激振源分析

自激振动是汽轮发电机组经常发生的故障,尽管汽轮发电机组的自激振动可归纳为轴承稳定性不足和汽流激振两个方面,但要查找具体的激振源却十分复杂。文章结合4个实际案例,对轴承自位能力差、轴承标高沉降、间隙激振及密封激振等不同的自激振动源进行分析,并给出了相应的处理措施,解决了工程实际问题,可为汽轮发电机组自激振动故障的诊断和治理提供参考。     

低雷诺数下二自由度圆柱涡激振动时的流动和传热

采用数值方法研究了低雷诺数下流体扰流圆柱发生涡激振动时流体的流动、圆柱的振动及流体与圆柱之间的传热特性。采用有限体积法求解Navier-Stokes方程获得流场,同时采用四阶龙格-库塔算法求解圆柱的运动特性,分析了不同雷诺数和折合速度U_r对二自由度圆柱涡激振动及其传热的影响。结果表明：在不同折合速度下圆柱振动会呈现“8”形运动轨迹,涡脱落模式为“2S”;圆柱涡激振动时传热强弱受自身涡脱落频率和振动幅度的影响;对于二自由度涡激振动圆柱,当U_r=4时圆柱涡脱落频率最接近圆柱的固有频率,圆柱振动剧烈,振动幅度大,同时传热最强,且二自由度涡激振动圆柱的时间平均努塞尔数明显大于一自由度圆柱。     

风电机组塔架的振动特性分析

为了研究塔架的振动特性,采用结构动力学的方法,从理论分析和仿真计算两方面,对塔架的振动特性进行了分析和仿真计算,得到了激振力频率和塔架位移、加速度的响应特性。研究表明:在外部激振载荷作用下,塔架的振动频率中同时包含激振力频率和塔架的固有频率,仿真计算的结果与理论分析的结论一致。通过对比实测数据,风机正常运行时,塔架加速度的频谱主要集中在塔架的三倍旋转频率附近。     

某型机组低压转子油膜涡动的分析与处理

某型机组在高负荷时汽轮机低压转子发生了突发性振动现象,降低负荷振动缓慢降低,之后振动瞬间消失,振动持续了十几分钟;在中间负荷变润滑油温度试验过程中再次发生了类似突发性振动故障。振动频谱分析表明,故障轴承主频率是0.376×的低频分量,结合振动特性、机组结构特点、轴承钨金温度、油膜压力和降速过程轴心位置变化,诊断为油膜涡动。在轴承检查无异常的情况下,采取了增加轴承载荷的治理措施,消除了该机组的低频振动故障。     

不同载荷状态下可倾瓦轴承低频振动分析与比较

针对大型旋转机械可倾瓦轴承低频振动问题,通过联合求解轴承润滑和瓦块动力学方程,采用数值仿真方法分析了可倾瓦轴承瓦块的颤振现象,结合汽轮发电机组上发生的2种类型失稳故障实例,分析了油膜失稳和瓦块颤振2种故障振动特征.结果表明:油膜失稳和瓦块颤振都有可能导致可倾瓦轴承出现低频振动,这2种故障模式下所出现的失稳现象很相似,频率均为低频,幅值均随转速的升高而增大,很容易混淆;可倾瓦轴承轻载时容易出现油膜失稳故障,重载时容易出现瓦块颤振现象;油膜失稳时转轴振动和轴承振动较大,瓦块颤振时转轴振动较小而瓦块振动较大.     

超超临界百万机组不稳定振动故障分析与处理

某电厂百万机组在投运中出现不稳定的振动,高负荷下汽轮机高压轴振易突增。通过振动分析表明,汽流激振是引发不稳定振动的关键因素。依据现场收集的信息,确定了作用在汽缸上的管道力过大造成高压动静中心偏差严重,从而引起较大汽流激振力。通过对冷段管道优化、调整汽缸中心、提高轴承载荷等措施,机组的不稳定振动得到彻底解决。该事例对同类故障处理有很好的参考价值。     

可倾轴承损坏引发的燃气轮发电机组 低频振动故障分析

某台大型单轴式燃气轮发电机组发生了不稳定振动。带负荷运行时,#4、#5轴承振动出现随机性大幅波动。对机组带负荷运行状态下的振动进行了测试。试验发现,振动与润滑油温之间有一定关系,振动波动时轴系轨迹紊乱,轴颈中心位置不稳定,振动信号中出现了13 Hz左右的低频分量。振动波动时,50Hz工频分量稳定。轴振波动时瓦振没有波动。对机组上发生的这类少见故障的原因进行了分析。指出可倾轴承损坏是不稳定振动的主要原因。停机后对轴承进行了检修,解决了机组上发生的振动故障。     

引进型300MW汽轮发电机组7号轴承振动分析

针对国产引进型300MW汽轮发电机组调试阶段经常发生7号轴承的振动超标问题进行深入分析。提出励磁机——发电机转轴三支撑结构使得7号轴承振动时不平衡响应非常灵敏,振动较大时容易发生密封瓦和转轴静止部件发生摩擦,进一步加大振动,通过现场高速精细动平衡,圆满解决了7号轴承的振动问题。     

横向流体激振力作用下叶轮转子的分岔特性

将离心叶轮转子系统简化为Jeffcott转子,建立了带有支座松动与碰摩耦合故障的不平衡离心叶轮转子在非线性横向流体激振力和非线性轴承油膜力作用下的振动分析模型,并推导了系统的无量纲运动方程.运用数值积分法研究了系统的分岔特性,最后分析了横向流体激振力对含有松动与碰摩的离心叶轮转子系统动力学性能的影响.结果表明:在转速较高时,横向流体激振力对该类转子的分岔特性有较大影响.     

柔性支撑下汽轮机组振动响应特性分析

为解决汽轮机组低压缸轴承振动大的问题,对低压转子振动响应特性进行了研究。基于转子动力学理论建立了转子-轴承支撑系统有限元分析模型,考虑支撑刚度对转子系统振动的影响,计算了不同支撑刚度下转子轴承振动、轴振和绝对轴振响应特性。研究表明:不同支撑刚度下转子不平衡振动响应差异较大,柔性支撑下,轴承振动较大,轴振较小;转子绝对轴振能够较为真实的反映实际振动情况,3 000 r/min工作转速时,柔性支撑下轴承振动对转子不平衡力变化较为敏感;现场可通过精细动平衡降低轴承振动。     

某国产50MW机组增容改造后轴系异常振动的故障诊断及治理

针对某国产50MW机组增容改造为60MW机组后轴系中1号瓦、2号瓦、4号瓦轴承异常振动的机理研究与分析，提出了该机组汽轮机轴承异常振动的原因是由于油膜轴承存在半速涡动，它是自激振动，而发电机转子4号轴承振动是由于发电机转子存在较大的不平衡量，它是强迫振动，针对轴系中存在的两种不同性质的振动提出了处理解决的途径，实践证明本文的分析及处理方法是行之有效的。     

燃气-蒸汽联合循环发电机组低压缸轴承振动故障分析

某台燃气-蒸汽联合循环发电机组低压缸两侧轴承振动大。为了分析故障原因,将支撑用参振质量和刚度系数、油膜用刚度系数表示,建立了轴承-支撑系统简化模型。研究结果表明,轴承振动受支撑刚度影响较大,不同支撑刚度下轴振和轴承座振动之间的差异较大,轴振小、瓦振大现象是由于支撑刚度较弱所引起的。就某台390 MW联合循环发电机组低压转子两侧轴承振动现象进行了分析,通过动平衡减小激振力的方法消除了机组振动。研究结果表明,精细动平衡是解决这类振动问题的有效手段。     

风力发电机组塔筒涡致横振研究

文章应用计算流体力学(CFD)及有限元数值分析方法分析了FD82E型2MW抗台风机组的塔筒横向振动问题。根据雷诺相似准则,通过CFD方法研究了涡激振动产生的升、阻力系数及其频率同雷诺数的关系。运用有限元方法计算了塔筒的模态,分析了塔筒在涡激振动下的谐响应,并校核了激振力导致共振时塔筒结构的安全性。对机组吊装的风速条件进行论证分析,为现场吊装提供理论依据。     

单缸抽汽125MW汽轮机组2号轴承突发振动的原因及对策

对跳机时运行工况的数据采用频谱分析方法进行详细的分析,找出轴承振动超标的原因为汽流激振。对汽流激振问题进行剖析,阐述了汽流激振的特征和避免汽流激振的实质性措施,提出了运行中采用的解决方法和相关建议。     

300MW机组通流改造后汽流激振故障的分析与处理

介绍了一台国产300MW机组通流改造后突发性低频振动现象,通过具体的振动试验分析诊断为高中压转子发生汽流激振故障。在明确故障类型和原因后果断采取整改措施,包括:改变轴承供油方式增加阻尼,减小轴瓦工作面增大比压,封堵上瓦乌金槽起到类似减小轴瓦顶隙的作用,有效提高了高中压转子-轴承系统的稳定性,消除了低频振动分量。故障处理思路及具体改造措施可为大型机组在处理同类型故障时提供技术参考。     

汽轮机低压缸膨胀受阻导致的振动异常原因分析及处理

针对某330MW汽轮机大修后低压转子振动异常故障,根据低压缸结构,通过分析轴承振动故障特征,诊断出振动异常的原因是低压缸发生膨胀受阻、缸体变形故障。通过对低压转子进行精密动平衡,减小了转子激振力,消除了振动异常故障。     

国产300MW汽轮机4号轴承不稳定振动问题研究

在对国产300MW汽轮机低压转子与轴承系统的结构特点分析基础上,结合大量现场试验研究,分析了300MW汽轮机4号轴承不稳定振动的特点。主要从真空变化、轴封蒸汽参数变化以及负荷、轴承标高等的变化对4号轴承不稳定振动的影响加以分析,总结了引起4号轴承不稳定振动的原因,并提出了控制4号轴承不稳定振动的运行与维护措施。