600MW汽轮发电机组高中压转子低频振动原因分析及对策

一台600MW机组的高中压转子低频异常振动,确认原因为汽流激振。对汽流激振的机理和振动特征作了分析,提出了应采取的对策。采取一些措施后机组振动情况趋稳。     

汽轮机汽封力对转子-轴承系统稳定性影响分析

汽流激振是汽轮发电机组轴系在运行中发生自激振动失稳的重要因素,文中结合汽封设计缺陷或装配不当引发的汽封流体力对转子-轴承系统稳定性的影响进行研究。用等效刚度和阻尼对流体力进行描述,进而分析在汽封流体力作用下致使汽轮机轴系失稳的机理,归纳各位置汽封对汽轮机组轴系稳定性的影响规律,为机组的安全稳定运行提供技术支持。     

超超临界汽轮机转子密封激振特性研究

考虑非线性密封激振力、可倾瓦轴承的弹性支承力、转子阻尼力、转子不平衡力与重力,建立超超临界600MW汽轮机高中压转子-密封系统的非线性动力学模型。该非线性转子-密封系统动力学方程组具有超大规模的维数,采用Newmark数值积分方法对其进行求解,模拟出运行在正常工况下与最大工况下转子不平衡响应与汽流激振的特性;对转子不平衡量和密封流体的周向平均流速对汽流激振现象的影响规律进行分析。结果表明:在一定的范围内,不平衡量大小对发生汽流激振的失稳转速影响很小;密封内流体周向平均速比是影响汽流激振的失稳转速的主要因素,适当减小密封内流体周向平均速比可提高汽流激振的失稳转速;超超临界机组运行在最大工况下高中压转子发生汽流激振的失稳转速明显低于正常工况下的失稳转速。     

反旋流抑制密封间隙内流体激振研究

大型水泵机组、水轮发电机组中由于转子偏心导致的流体激振会增大转子的振动,影响转子的安全运行。该文根据密封模型搭建了实验台,研究了喷水、喷气等反旋流方法对密封间隙内的流体激振的影响,对比了在不同情况下转轴振动幅值变化,结果表明具有合适喷射位置和喷射流量的反旋流对密封间隙内的流体激振起抑制作用,并初步得到抑制密封间隙内流体激振最佳喷射位置和喷射流量。通过数值模拟计算了在不同的喷射位置、不同喷射速度的反旋流对密封间隙内流场的影响,在一定程度上解释了实验结论,二者所得的规律统一,为反旋流技术抑制流体激振在工程上应用提供有效的依据。     

迷宫密封对转子系统稳定性影响研究

透平机械中汽流激振力主要产生于各种形式的密封处,其对转子系统的稳定性有不良影响。因迷宫密封的存在而引起汽流激振,其各有关结构和工况参数对转子动力特性均存在影响。本文主要分析转子转速、入口预旋比、密封间隙、压差、齿数变化等一系列因素对转子系统稳定性的影响,为迷宫密封汽流激振的防治和迷宫密封设计中各参数的最优确定提供参考依据。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明:密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响分析

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明：密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

迷宫密封动力特性影响因素分析

迷宫密封的存在会引起汽流激振,密封的结构和工况参数对转子动力特性均存在影响。本文综合分析转子转速、入口预旋比、密封间隙、压差等因素对转子动力特性系数的影响,为迷宫密封汽流激振的防治和设计中各参数的最优确定提供参考依据。     

超超临界汽轮机转子系统稳定性分析及试验研究

从有限元法出发,把转子和不转动的轴承-基础系统作为一个耦合的整体处理,开发了能够计入汽流激振的计算程序。通过带有迷宫式密封的超超临界汽轮机转子系统模拟试验台测试的临界转速与有限元分析结果的比较,验证了算法所用数学模型的正确性。然后,利用该程序对模拟试验台进行了转子系统稳定性分析,分析结果表明汽流激振对转子系统稳定性有较大影响。     

汽流激振力下转子裂纹-碰摩振动故障研究

针对汽轮机机组在运行过程中出现的振动故障问题,在考虑汽流激振力情况下建立了转子系统故障分析模型.通过数值分析方法,对转子故障模型进行了研究分析.结果 表明:在综合考虑汽流激振力作用下多种非线性因素作用时,碰摩转子系统在临界转速的混沌区域明显减小,并出现有幅值较大的1/4、3/4倍频.当裂纹深度增加时,故障转子系统的混沌区域逐渐减小;在超临界转速区域系统响应呈现出较长的周期3运动,频谱图上主要体现为3/4、2倍频.研究结果为进一步的故障问题分析诊断提供一定的理论依据.     

一起汽轮机轴瓦振动大跳机原因分析及处理

某公司发电厂3号机组投运后,在大负荷试运时因1X、2X振动大机组跳闸,主要原因为围带汽封、隔板汽封、轴端汽封间隙比较小或不均匀,当机组负荷增加、主蒸汽流量增大时会产生汽流激振,主蒸汽调门分别在单阀、顺序阀方式下机组带365MW负荷运行、主蒸汽流量达到最大值,进行摩合试验,消除了机组1瓦、2瓦振动大的隐患。对其他两台机组也进行了最大主蒸汽流量下的摩合试验。有效防止新建机组或经过汽封间隙调整后的机组,在初次试运时,发生机组振动大跳机事件。     

汽轮机轴振抑制方法研究

针对某电厂2号机组发生1号轴振超标问题的诱发原因及振动控制方法开展研究。根据振动响应分析,归纳出转子由于不平衡、不对中及碰摩激振的动力学特性及故障特征。根据处理方案,对高、中压缸进行揭缸处理,检查并调整汽封及通流间隙,消除动静碰摩等因素,并对轴系进行重新找中,经启机后1号轴振超标问题消除。     

汽轮机气流激振故障的原因分析

汽轮机发生气流激振故障的原因主要是有蒸汽涡动、调节级气流扰动、转子与气缸摩擦造成的强迫振动等,蒸汽涡动是造成汽轮机气流激振故障的主要原因。本文将分析汽轮机气流激振故障产生的原因,并研究蒸汽激振力出现的原理,最后提出气流激振的诊断和维修建议。     

部分进汽下汽轮机不稳定振动及抑制方法

汽轮机组在部分进汽模式下运行时容易出现不稳定振动。以某台大型汽轮机组为例,应用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,建立调节级叶片不均衡汽流力计算模型,给出不同阀序下汽流力变化情况。不同进汽工况下不均衡汽流力大小和方向相差很大,汽流力作用到转子上后改变轴颈在轴承内的偏心率和偏位角,从而改变轴承动力特性。建立转子-轴承系统动力特性有限元模型,分析阀序切换过程中不平衡响应和稳定性变化情况,从剩余汽流力角度解释阀序切换过程中所出现的不稳定振动机理。实例说明,部分进汽状态下所出现的不稳定振动受调节级侧轴承所承受载荷的影响较大,轻载轴承特别容易出现不稳定振动。从轴承标高调整角度提出不稳定振动抑制方法。在瓦温不超标的前提下,应适当抬高调节级侧轴承标高。     

三维转子密封系统气流激振的研究

提出了分析三维转子密封系统气流激振流固耦合作用的数值计算方法。首先建立三维转子密封流固耦合模型,然后直接数值求解密封流场的非线性气动力,形成了考虑流固耦合效应的转子密封气流激振问题的分析方法。数值计算表明,对应于不同的转速、压比和预旋,转子振动的各个频率成分的幅值不同,但始终存在着转子一阶临界转速频率成分,而且该成分的幅值随着转速、气流进口压力和正向进气预旋的增高而增大,与工程和试验中的密封气流激振现象有较好的一致性,捕捉到了密封气流激振的基本特性。     

汽机低压旁路调节阀国产化改造

介绍了汽机旁路系统的组成及其在发电机组中起到的重要作用,阐述了汽机低压旁路调节阀是汽机旁路系统的重要组成部分和低压旁路调节阀的重要作用。通过对低压旁路调节阀内漏普遍案例进行剖析,列举了多个因低旁阀内漏导致的机组运行弊端和缺陷。着重对低压旁路调节阀内漏造成的经济性损失进行详细评估。根据现场设备实际使用情况,从多方面对低旁阀内漏原因进行分析。针对低旁阀阀芯平衡结构、密封面结构、密封面防护结构、阀杆阀芯连接结构等进行改造优化。通过关键工艺提高密封面平面度、粗糙度、防冲刷能力,使其达到良好且稳定的汽密封效果。     

振动拉削系统振幅衰减特性分析与实验研究

为了探究振动拉削中导致激振幅值衰减的主要因素,以双伺服阀电液激振拉削设备为研究对象,综合考虑双阀电液激振系统动力学特性,以及拉刀多齿接触效应、工件尺寸参数等影响下的动态拉削力特征,建立了振动拉削过程中的激振系统模型;再分别通过理论计算及系统实验,对比研究了电液激振器在非线性负载扰动下实际输出力和输出位移的衰减波形,为振动拉削激振系统参数优化提供理论指导和实验依据。实验结果分析表明：振动频率是导致系统振幅衰减的主要因素,而动态拉削力通过影响激振缸活塞的运动特征使得输出波形的峰值衰减,甚至使位移振幅趋向于0。     

2D阀控高频电液振动台的设计及其特性分析

该文在分析目前电液振动技术的基础上,采用2D伺服阀控制激振缸,用2D阀的转速和直线位移来控制振动频率和振幅。文章介绍了2D阀控电液振动台的工作原理,以及振动台控制系统的硬件组成。最后在各种频率下进行激振实验,分析了激振波形,总结了实验结果。结果表明2D阀控电液振动台能实现高频振动。     

非稳态流体激励下离心泵转子振动特性研究

建立了离心泵全流道三维定常及非定常CFD数值模型,通过非稳态计算得到作用于叶轮上的流体激振力,同时建立了泵转子有限元模型,研究不平衡质量与非稳态流体激振力对转子振动特性的影响。研究结果表明离心泵叶轮内流体激振力具有多种频率成分。不考虑转子上不平衡质量影响时,叶轮处转子在流体激振力作用下振动幅值最大,依次为转轴中部、下部轴承和上部轴承对应的转子位置。转轴上不同位置振动频率特性具有差异,实际故障诊断时要考虑测试部位的影响。考虑不平衡质量影响时,在远离受流体激振力作用的叶轮部位,转子振动频率成分减少。     

新型电液激振试验台的高频特性研究

电液激振试验台是在振动机架上安装电液激振器,由激振器产生激振力,作用在实验对象的某一局部区域,使其产生强迫振动。该文根据液压马达的大功率、大扭矩的特点,提出了一种由马达驱动高频激振阀的新型电液激振试验台研究方法。该方法主要是通过液压马达对2D激振阀阀芯的旋转进行驱动,采用流量阀控制进入马达的流量达到控制阀芯转速的目的。应用流体动力学和系统动力学理论建立电液激振试验台数学模型,对建立的试验台进行实验研究,同时测得液压缸活塞输出的激振力波形。实验表明:该试验台可以大幅度地提高激振频率,达到1200Hz以上的激振频率,激振输出波形近似为一正弦波。马达驱动2D阀的新型电液激振试验台是提高液压振动的激振频率的有效途径。