毛坯亚共振时效工艺不良诱发的转子振动故障诊断及处理

讨论“亚共振时效”工艺不良诱发转子振动故障的机理、转子振动特征及现场消振对策,并介绍若干该类转子振动故障诊断及现场处理工程实例.     

具有弹性支承的裂纹转子的动力特性分析

推导了具有弹性支承偏置裂纹转子的运动微分方程.通过数值求解,得到了具有弹性支承偏置裂纹转子的盘心位移响应、支承处加速度响应.研究结果表明:具有弹性支承的裂纹转子系统在支承处加速度响应中也包含1X、2X、3X…频率成分,并且出现分数次共振现象;当裂纹转子以超临界转速运行时,支承处加速度响应的幅频图上2X以上各谐波分量仍明显存在.因而,转子以超临界转速或亚临界转速运行时,2倍频分量均可作为裂纹故障的重要特征.这对利用轴承座处的振动信号进行裂纹故障检测有一定的实用价值.     

基于全谱分析的转子非线性动力学研究

为研究刚性支承下故障转子系统的进动问题,建立了转子系统非线性动力学模型,通过数值仿真得到裂纹故障、碰摩故障以及裂纹-碰摩故障的进动信号,并基于全谱图分析了其变化规律和特点,最后利用Bently转子实验台对裂纹-碰摩故障下转子系统的全谱图进行了实验验证。结果表明:全谱图不仅反映了转子振动幅值的变化,而且包含了转子进动方向的信息;碰摩故障和裂纹-碰摩故障下转子的响应中出现-nX高倍频成分,转速比为0.55时-2X成分幅值高于2X成分幅值,呈现2阶反进动特征;碰摩故障和裂纹-碰摩故障时转子系统在高转速下的非线性特征更复杂,全谱图中出现±1/2X成分,此时转子系统处于周期2运动状态。     

300MW机组低压转子叶片断裂的故障诊断及振动分析

通过对襄樊电厂3号机组低压转子叶片1次断裂和汉川电厂2号机组低压转子叶片3次断裂的准确故障诊断及处理,定量分析了叶片断裂故障的振动诊断机理,得出了叶片断裂的振动故障特征,并提出了叶片断裂故障的现场处理对策,为进一步诊断分析同类故障提供借鉴和依据.     

基于深度卷积网络的裂纹转子耦合故障检测方法

针对传统裂纹转子故障检测方法精度低、适应能力差、严重依赖人工经验的缺点,提出了一种基于深度卷积神经网络的耦合故障检测方法,实现对转子多种耦合故障的自动端到端检测;结合准确的裂纹转子数值模型对方法进行验证,在算例中同时考虑了裂纹位置、裂纹深度和不平衡量3种故障检测任务,检测精度分别为0.899、0.923、0.997,显著高于其它机器学习方法。同时讨论了转速工况和学习样本对神经网络检测性能的影响。建立的方法摆脱了传统机理方法对信号处理技巧的依赖,可以实现可测振动信号到多种故障特征的直接映射,同时检测精度高,具备自动适应变工况的能力。     

燃气轮机转子裂纹故障分析与诊断

振动监测和诊断是及时诊断旋转机械故障的手段之一,其中的频谱分析能有效地诊断出转子裂纹。介绍了某燃气轮机转子裂纹的振动现象、处理过程以及故障诊断。转子裂纹的振动有以下特征:裂纹转子具有刚度不对称的特点,运行中存在二倍频振动,在启停机经过转子临界转速一半时存在二倍频共振峰;随着裂纹的发展,二倍频共振峰值有增大趋势;联轴器瓢偏以及低速盘车时转子晃度也会增大。根据转子的振动特征判断该转子存在裂纹且仍在发展,检查结果验证了故障诊断的正确性,为转子裂纹的故障分析与诊断提供参考。     

碰摩转子轴心运动加速度信号的仿真分析

针对早期碰摩时转子振动特征与其它旋转机械常见故障特征相重复的问题,研究转子轴心运动加速度信号中蕴含的早期碰摩故障特征。建立了转子动力学模型并求解得到仿真转子振动信号,从中计算出转子轴心运动加速度信号并进行了分析。结果表明发生早期碰摩时,转子轴心加速度信号会在碰摩点处发生瞬间剧烈波动,可用来指示碰摩故障及部位,故障特征远比轴心振动位移信号和轴心轨迹图明显,可望用于早期碰摩故障的诊断。     

转子早期碰摩故障特征的小波包分析

针对旋转机械碰摩故障的特征,运用电涡流传感器和虚拟仪器检测和诊断转子的碰摩故障.分析了转子碰摩振动信号的时域波形特征、碰摩振动时的轴心运动轨迹特征,提出了应用小波包分解、重构技术进行消噪处理,实验分析结果表明该方法可以有效地提高故障诊断的准确性.这对转子碰摩故障诊断具有重要的理论和现实意义.     

某台300MW汽轮发电机组异常振动分析及研究

某亚临界300MW机组自投产以来出现高中压转子振动爬升现象,前后累计进行动平衡6次,每次动平衡后振动均下降到合格范围。检修分析表明,振动爬升是由高中压转子热弯曲变形引起的。2016年11月12日该机启动带负荷过程中,高中压转子振动再次超标停机。现场数据分析及研究,认为高中压转子故障状态已经发生变化,由弯曲变形转变为转子裂纹缺陷。2016年12月11日揭缸检查,发现高中压转子中部凹槽处出现圆周裂纹,其长度接近圆周长度的70%,裂纹深度约120mm~180mm。裂纹缺陷是此次振动超限的根本原因。     

基于全谱分析的转子裂纹-碰摩复合故障特征实验研究

在转子实验台上模拟了不同转速下的碰摩故障、裂纹故障及相应的裂纹-碰摩复合故障,并采用全谱分析方法对其故障特征进行了分析。结果表明:相对于传统傅里叶频谱分析,全谱分析方法能准确识别3类故障,利用全谱图中-2 X、-3 X和-4 X倍频分量表征了碰摩-裂纹复合故障的耦合特性,为转子复合故障诊断提供了参考。     

某300MW亚临界机组高中压转子裂纹的故障诊断

针对某300MW亚临界机组高中压转子在运行过程中出现振动值逐渐增大的问题,通过对高中压转子的历史振动数据进行分析,判断高中压转子存在扩展式弯曲故障。现场对高中压转子平衡后,短时间内振动状态恶化,诊断为高中压转子出现裂纹。及时停机揭缸检查,发现高中压转子高压第一压力级前的应力释放槽存在裂纹,避免了断轴毁机的安全事故,具有一定的借鉴意义。     

超临界空冷660MW汽轮机组不稳定振动原因分析与处理

针对某厂一台超临界空冷660MW汽轮机组高中压转子过临界振动逐渐爬升的问题,详细介绍了振动特征,确定了造成振动异常的原因是转子存在较大残余内应力,应力释放使得高中压转子发生永久性弯曲,对转子采取切削加工和高速动平衡的处理方案,消除了转子弯曲和异常振动。     

尾流激振对转子叶片振动应力影响试验研究

利用一台单级风扇试验件,通过对零级导叶尾流参数和转子叶片振动应力的测量,研究了尾流激振强度及叶片振动应力的变化特性,分析了零导安装角和零导与转子之间的轴向间距对转子叶片振动应力的影响。试验结果表明:等转速线上随工况点向失速边界移动时,零导总压损失系数急剧上升,转子叶片振动应力不断增大;打开零导安装角或减小零导与转子之间的轴向间距均能增大下游转子叶片的振动应力。     

弯曲转子振动特性分析及处理

文章描述了某亚临界汽轮机组高中压转子弯曲发展过程,结合运行参数,分析了转子弯曲的原因是由于热应力造成的,归纳了热应力造成的弯曲转子振动特性,介绍了弯曲转子的处理措施和效果,对后续机组运行监视、转子弯曲原因分析、弯曲转子处理具有一定的借鉴意义。     

转子的弯扭耦合振动研究

利用预应力法研究转子的弯扭耦合振动,计算了在弯扭耦合振动过程中转轴上的最大应力.分析了弯扭耦合振动的原因.     

Flow,thermal, and vibration analysis using three dimensional finite element analysis for a flux reversal generator

This paper presents the simulation of major mechanical properties of a flux reversal generator (FRG) viz., computational fluid dynamic (CFD), thermal, and vibration. A three-dimensional finite element analysis (FEA) based CFD technique for finding the spread of pressure and air velocity in air regions of the FRG is described. The results of CFD are mainly obtained to fine tune the thermal analysis. Thus, in this focus, a flow analysis assisted thermal analysis is presented to predict the steady state temperature distribution inside FRG. The heat transfer coefficient of all the heat producing inner walls of the machine are evaluated from CFD analysis, which forms the main factor for the prediction of accurate heat distribution. The vibration analysis is illustrated. Major vibration sources such as mechanical, magnetic and applied loads are covered elaborately which consists of a 3D modal analysis to find the natural frequency of FRG, a 3D static stress analysis to predict the deformation of the stator, rotor and shaft for different speeds, and an unbalanced rotor harmonic analysis to find eccentricity of rotor to make sure that the vibration of the rotor is within the acceptable limits. Harmonic analysis such as sine sweep analysis to identify the range of speeds causing high vibrations and steady state vibration at a mode frequency of 1500 Hz is presented. The vibration analysis investigates the vibration of the FRG as a whole, which forms the contribution of this paper in the FRG literature.     

上海引进型300MW机组发电机-励磁机振动特性综述

上海引进型300MW机组存在工作转速下励磁机振动不稳定问题.首次改进后引起临界转速区域发电机与励磁机振动响应过高问题.第二次改进后采用静态励磁方式,彻底解决了因设计原因引起的该型机组发电机-励磁机振动问题.基于现场实测数据及转子动力学理论,讨论及总结该型机组发电机-励磁机振动机理和特性.     

国产600MW汽轮发电机组轴系动平衡研究

针对国产600MW汽轮发电机组运行中普遍存在的轴系异常振动问题,分析了振动现象、振动特征、振动机理及其原因,并对现场动平衡问题的处理方法进行了总结.结果表明：国产600MW高中压转子由于结构不对称存在较大的振型干扰,现场对转子进行动平衡时应考虑各阶振型的干扰系数,尤其是一阶配重对二阶振型的影响;部分机组低压转子轴承座振动超标的原因为采用坐缸式轴承座的支承刚度不足,现场可以通过精细动平衡来消除;发电机转子振动主要呈现三阶振型,现场校正三阶不平衡的方法就是在低-发对轮或发-励对轮上加重,且在动平衡分析时应注意区分振型畸变;集电小轴的振动受发-励对轮的安装工况影响较大,现场对其进行动平衡分析时应考虑发-励对轮下张口对加重响应的影响.     

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。