消除汽轮发电机组振动的研究

本文运用柔性转子振动特性理论及动平衡原理,从理论上阐明了在一阶临界转速以前,转子两轴承可能出现反相的振动特性,在二阶临界转速以前,转子两轴承可能出现同相的三阶振动特性的“异常”钡象。运用轴承润滑理论和静不定问题阐明了运行中多支承汽轮发电机组由于轴承标高变化而使轴承中心线发生改变,会引起轴承负荷重新分配和轴承动力特性改变而影响轴系振动的内在机理。并且应用轴系不平衡响应程序进行定量的计算和通过模型转子试验验证了以上分析的正确性。为正确分析机组振动原因及有效地解决此类振动问题提供了理论依据。     

转子系统轴承标高对载荷影响实验研究

大型旋转机械转子系统含有多个轴承,为静不定结构,轴系各轴承标高变化对轴承载荷、轴承性能以及机组安全运行的影响很大。设计了基于转轴应变的轴承载荷测试方法,在转子试验台上开展了轴承标高对轴承载荷影响试验研究。实验结果表明,转轴应变可以比较灵敏地反映轴承标高变化。轴承标高抬高后,该轴承载荷增加,相邻轴承载荷减轻。在一定标高变化范围内,轴承载荷变化与轴承标高变化之间近似为线性关系。     

大型汽轮发电机组标高对轴承载荷的影响

大型汽轮发电机组稳定性影响因素中,标高是非常重要的一个因素,轴系的振动特性是其主要指标,振动的大小又受载荷分配的影响,而标高的确定又影响着轴承载荷的分配。利用传递矩阵法计算轴系的标高,并结合某1 000MW机组对轴承载荷对标高变化灵敏度进行分析。     

正交方向上两个轴振信号之间关联性分析

振动保护逻辑设计对机组安全运行影响较大,采用正交方向上两个轴振信号组合逻辑设计模式可以有效地降低单点保护误动概率。建立了机组转子—轴承系统动力学模型,分析了正交方向上两个轴振信号之间的关联性。研究结果表明,轴承动力特性和振动响应受轴承载荷的影响较大,不同载荷下轴心轨迹形状会发生较大改变,两个方向上轴振幅值比可以在一个比较大的范围内变化。轴承载荷越大,X方向和Y方向的幅值比越大,越容易导致振动保护系统拒动。振动保护逻辑设计时,轴振跳机值可参照国际标准,而报警值则建议参照机组历史运行记录,在历史值基础上增加30~50μm。     

转子系统平行不对中故障的振动特性分析与实验研究

用ZT-3型转子振动模拟试验台模拟研究旋转机械系统平行不对中故障,验证在不对中情况下,旋转机械会产生2倍频,轴心轨迹会产生"8字型"或者"香蕉型"这一典型特征,为现场解决类似振动问题提供相关理论基础。     

600MW汽轮机轴系调整和基础沉降分析

某台600 MW汽轮发电机组存在严重的轴承温度过高和振动不稳定隐患,在机组带负荷过程中,2号轴承金属温度已经达到95℃已影响到机组额定运行的能力。经测量检查存在轴系错位,需要进行揭缸大修、分析原因、消除缺陷、恢复机组的正常运行。通过对汽轮发电机组轴系标高的现场测量和相对标高的分析,得出轴系标高的不正常变化是导致2号轴承金属温度过高的主要原因之一。介绍了汽轮发电机组轴系的基本慨念和设计的主要内容,及轴系标高的现场测量方法,结合标高检测结果,经踪合分析,制定并实施了冷态下轴系标高调整方案,其中1号轴承标高的上抬,采用偏心轴承壳体,可满足轴系标高的调整要求。该机组大修后经运行考核,汽轮机的振动和轴承金属温度均在优良范围内。最后揭示了轴系标高的不正常变化与基础沉降之间一定的牵连关系,并提出在原基础沉降观测失控后的必要检查测量措施。     

汽轮机低压转子叶片脱落故障振动特征分析

针对某300 MW汽轮机低压转子汽侧次末级叶片脱落故障，分析了故障发生前后机组轴系振动趋势和振动数据的特征，其既有汽轮发电机组转动部件脱落故障所共有的振动特征，如故障过程振动突变、故障前后振动相对稳定、故障过程振动和振动变化以1倍频振动分量为主等，也有汽轮机低压转子跨内单侧部件脱落故障所特有的振动特征，如故障后低压转子振动矢量变化较大以及各转子振动矢量变化中同相分量和反相分量的变化特点等。通过分析该300 MW汽轮机低压转子汽侧次末级叶片脱落故障振动特征，以期为其他机组类似故障的诊断提供参考。     

真空变化对大型汽轮发电机组轴承标高和振动的影响分析

分析了排汽缸真空对大型汽轮发电机组轴承标高和振动的影响。指出真空会改变轴承标高、轴承载荷和轴承动力特性。真空所引起的排汽缸变形将会改变缸体与基础台板之间的接触状况和支撑刚度,严重时还容易导致动静摩擦。介绍了所开发的轴承标高测试系统原理。对3台大型汽轮发电机组抽真空过程中轴系标高变化进行了监测,介绍了测试数据,总结了变化规律。     

具有平行不对中故障的非对称柔性发电机转子系统非线性动力学研究

考虑非对称柔性轴系质量不平衡和平行不对中的影响后,主要研究1个发电机转子系统的非线性动力学问题。首先基于转子间不对中的约束关系,推导了在非线性油膜力作用下多跨转子系统的运动微分方程,采用数值方法,重点分析系统的非线性振动特性,例如,系统的轴心轨迹、Poincaré截面和最大Lyapunov指数等。结果表明:在较低转速时,转子的轴心轨迹在较小的范围内作同步振荡;随着转速提高,系统出现分叉和混沌等非线性动力学现象。最后讨论了转子不对中量的变化对系统动力学的影响。     

300 MW汽轮发电机振动及烧瓦诊断处理

总结了宝鸡发电厂二厂1号机组1999年下半年发生轴系振动及2号轴承烧瓦的诊断处理.涉及低压转子失衡、摩擦振动、分谐波振动、支撑标高上升烧瓦等,可供汽轮发电机振动故障及烧瓦处理借鉴.     

水轮发电机组转子不对中-碰摩耦合故障动力学分析

以水轮发电机组转子系统为研究对象,针对刚性联轴器综合不对中引起转子局部碰摩的问题,建立了机组转子不对中–碰摩耦合故障的动力学模型和微分方程,并利用数值积分方法研究该系统随不对中平行量和偏角参数变化的动力学行为。通过分岔图、Poincaré截面图、轴心轨迹图、时域波形图和幅值谱图系统地分析了发电机转子与水轮机转子在耦合故障下非线性动力学响应,发现机组转子系统随不对中平行量和偏角变化存在周期运动和复杂的拟周期,其碰摩过程非常复杂,机组故障特征频率除主要在1倍频外,还在0.3~0.4倍频处存在幅值较大的谐波分量。研究结果为水轮发电机组安全运行和准确识别转子不对中、碰摩故障提供有益的理论依据。     

单级离心屏蔽泵转子动静摩擦故障诊断

试验研究单级离心屏蔽泵转子动静摩擦时的故障征兆与诊断方法。以某轴承磨损量存在阶跃变化现象的硼酸屏蔽泵为对象,试验发现振动幅值也存在周期性阶跃变化趋势,振动频谱以一倍旋转频率为主,振动幅值升高时会激发倍频分量。诊断屏蔽泵转子存在局部动静摩擦。解体检查验证了屏蔽泵后导轴承、叶轮与口环表面局部存在摩擦。研究表明单级离心屏蔽泵轴承磨损量和振动频谱信息可用于诊断早期动静摩擦故障及发展趋势。     

汽轮机组标高对轴承载荷及轴封间隙影响分析

采用有限元方法建立了轴承载荷计算模型,并以国内两种典型1000 MW汽轮机组为研究对象,考虑油膜缓冲及转子弹性变形影响,比较分析标高调整对单/双支撑机组轴承载荷和轴封间隙的影响。单支撑机组相对载荷灵敏度比双支撑机组小,载荷受标高变化影响小;在油膜缓冲和转子弹性变形共同影响下,双支撑机组标高调整时,轴封间隙实际变化量小于标高调整量,调整量可以适当大一些;单支撑机组轴封间隙变化量和轴承标高调整量相当,标高调整需考虑对轴封间隙的影响。研究结果为电厂汽轮机组轴系标高调整提供了依据。     

罗马尼亚330 MW汽轮发电机组振动分析及处理

总结了2台罗马尼亚进口的330 MW汽轮发电机组几年来多次振动故障的处理实践,涉及高、中、低压转子的轴系综合平衡,高、中压转子支承轴承的稳定性,升速过程动静碰磨引起转子的热弯曲振动及定速过程轴颈与轴瓦的轻摩擦振动,接触式绝对轴振动测量系统频率低于12 Hz的振动信号分量的失真显示,运行中发生断叶片的诊断判别,发电机轴承的稳定性等。     

600MW汽轮发电机组振动问题分析及治理

针对某600MW机组汽轮机轴系振动偏大问题,进行了振动测试分析,阐述了高中压转子、低压转子Ⅱ和5号轴承座振动故障的特征及原因,在评估机组检修工作对轴系平衡状况的影响之后,采取了预加重的动平衡方式以及柔性转子谐分量动平衡方法进行现场动平衡试验,最终将轴系振动水平降至了优良水平。     

300 MW汽轮机低压转子异常振动分析及处理

对机组在大修后开机发生低压转子轴承超温和振动异常的故障原因进行了详细的分析和判断,并通过现场试验,对所出现的低压转子与发电机转子对轮中心刚度不足、机组轴系标高调整不当、轴承支承与接触面不足且润滑状况较差、轴瓦侧隙偏小且不均匀等问题进行及时处理,故障得以妥善解决,机组顺利并网运行。同时指出,通过跨内动平衡加重来降低低压转子外伸端高转速下产生的扰动力,其效果不明显。     

鹤岗电厂 1 号机组轴系故障诊断与状态维修

结合鹤岗电厂开展状态维修试验研究工作．介绍利用频谱与轴心迹诊断轴系故障的理论依据,并根据对各轴承振动幅值谱图及轴心轨迹的特征分析．得出对轴承状态预诊断结果,进而解体检查及其处理方案。运行实践表明,实现状态维修能节省成本,减少故障．提高电厂安全经济运行水平。     

300MW汽轮发电机振动及烧瓦诊断处理

总结了宝发电厂二厂１号机组１９９９年下半年发生轴系振动及２号轴承烧瓦的诊断处理。主低压转子失衡、摩擦振动、分谐波振动、支撑标高上升烧瓦等,可供汽轮发电机振动故障及烧瓦处理借鉴。     

可倾瓦轴承全尺寸试验及润滑与振动性能研究

针对某在役百万千瓦级核能发电机用可倾瓦轴承瓦温过高的问题,给出了优化的轴承结构参数,并对两个不同参数的全尺寸三瓦可倾瓦轴承在动平衡试验机上同时进行了瓦块温度、油膜厚度、瓦块摆角等润滑性能及轴系振动性能试验,提出了基于瓦块自适应摆动特性的油膜厚度测试方法和瓦块摆角识别方法。结果表明:1号轴承相比2号轴承具有更好的润滑性能;利用瓦块随转子自适应摆动特性识别的油膜厚度相比理论结果具有较高的识别精度,同时依据试验膜厚信息识别的瓦块摆角相比理论结果具有较好的一致性;在振动性能方面,依据转子振动数据识别了转子的一阶临界转速及临界时轴承的综合刚度k_X、k_Y,其与理论综合刚度keq相比平均误差约50%。     

东方300MW汽轮机低频振动分析和处理

某厂1号机运行时,高中压转子轴振动低频分量大且不稳定,曾使1号机轴振动达299μm,引起机组保护动作,试验分析认为,低频振动主要原因是外界干扰力大、汽流激励和油膜不稳,大修中通过改进主油泵心轴结构,更换1,2号轴瓦、调整流通间隙和轴系标高等一系列措施后,汽轮机低频振动得到抑制,保证了机组安全运行。