汽?輪?機(jī)?組振?動分析?研究
汽輪機(jī)振動范圍的規(guī)定(單位:毫米)對設(shè)備的危害不大,因而是允許的。汽輪發(fā)電機(jī)組的振動是一個比較復(fù)雜的問題。造成振動的原因很多,但是我們只要能抓住矛盾的特殊性,即抓住振動時表現(xiàn)出來的不同特點(diǎn),加以分析判斷,就有可能找出振動的內(nèi)在原因并予以解決。
值得注意的是,隨著汽輪機(jī)功率的增大,在軸承座剛度相當(dāng)大的情況下,轉(zhuǎn)子的較大振動并不能在軸承座上反映出來。
振動是指一種周期性的往復(fù)運(yùn)動,處在***速旋轉(zhuǎn)下的汽輪發(fā)電機(jī)組,在正常運(yùn)行中總是存在著不同程度和方向的振動。對于振動,我們希望它愈小愈好。
對設(shè)備的危害不大,因而是允許的。這里所講的振動,都是指對設(shè)備有危害,超出了允許范圍的振動。 汽輪發(fā)電機(jī)組振動過大時可能引起的危害和嚴(yán)重后果如下: 1)機(jī)組部件連接處松動,地腳螺絲松動、斷裂; 2)機(jī)座(臺板)二次澆灌體松動,基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫: 3)汽輪機(jī)葉片應(yīng)力過***而疲勞折斷; 4)危機(jī)保安器發(fā)生誤動作;
5)通流部分的軸封裝置發(fā)生摩擦或磨損,嚴(yán)重時可能因此一起主軸的彎曲;
6)滑銷磨損,滑銷嚴(yán)重磨損時,還會影響機(jī)組的正常熱膨脹,從而進(jìn)一步引起更嚴(yán)重的事故; 7)軸瓦烏金破裂,緊固螺釘松脫、斷裂;
8)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)松弛磨損,芯環(huán)破損,電氣絕緣磨破,一直造成接地或短路; 9)勵磁機(jī)整流子及其碳刷磨損加劇等;
從以上幾點(diǎn)可以看出,振動直接威脅著機(jī)組的安全運(yùn)行。因此,在機(jī)組一旦出現(xiàn)振動時,就應(yīng)及時找出引起振動的原因,并予以消除,決不允許在強(qiáng)烈振動的情況下讓機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。
汽輪發(fā)電機(jī)組的振動是一個比較復(fù)雜的問題。造成振動的原因很多,但是我們只要能抓住矛盾的特殊性,即抓住振動時表現(xiàn)出來的不同特點(diǎn),加以分析判斷,就有可能找出振動的內(nèi)在原因并予以解決。
1、勵磁電流試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康脑谟谂袛嗾駝邮欠裼呻姎夥矫娴脑蛞鸬模约笆怯呻姎夥矫娴哪男┰蛞鸬摹?如加上勵磁電流后機(jī)組發(fā)生振動,斷開勵磁電流振動消失。則可肯定振動是有電氣方面的原因造成的,此時可繼續(xù)進(jìn)行勵磁電流試驗(yàn)。通過勵磁電流試驗(yàn)得出如下兩種結(jié)果:
1)隨著勵磁電流的增加,振動數(shù)值跟著加大,此種情況表明,振動是由于磁場不平衡引起的。造成磁場不平衡的原因有:發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈短路:發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子間空氣間隙不均勻等;
2)磁場電流增加時振動不立即增大,而是隨著磁場電流增加在一定的時間內(nèi)成階梯狀的增大,在勵磁電流增大時尤為顯著。這表明振動和轉(zhuǎn)子在熱狀態(tài)下的質(zhì)量不均衡有關(guān)。
2、轉(zhuǎn)速試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康脑谟谂袛嗾駝雍娃D(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的關(guān)系,同時可找出轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速接近的程度。 試驗(yàn)一般在啟動(或停機(jī))過程中進(jìn)行。轉(zhuǎn)速每升***100—200r/min記錄振動值一次,試驗(yàn)的******轉(zhuǎn)速***好取為105%工作轉(zhuǎn)速,以便觀察振動變化的趨向。本試驗(yàn)可在汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)斷開情況下進(jìn)行,也可在連接情況下進(jìn)行。
通過本試驗(yàn)還應(yīng)檢查臨界轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速是否過分接近。一般設(shè)計(jì)時應(yīng)使二者相差30%左右,但由于運(yùn)行期間拆去了一些零件或在轉(zhuǎn)子上加工等,就有可能十分精確而達(dá)到完全平衡,這樣工作轉(zhuǎn)速離臨界轉(zhuǎn)速過近,機(jī)組運(yùn)行中必然要發(fā)生較大振動。
3、負(fù)荷試驗(yàn)
試驗(yàn)的目的在于判斷振動與機(jī)組中心、熱膨脹、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的關(guān)系,判斷傳遞力矩的部件(靠背輪、減速齒輪)是否有缺陷。 試驗(yàn)可以升負(fù)荷方式進(jìn)行,也可以降負(fù)荷方式進(jìn)行,一般可分為零負(fù)荷、1/4負(fù)荷、1/2負(fù)荷、3/4負(fù)荷和滿載負(fù)荷五個等級。每一級附和測量振動兩次,即負(fù)荷剛改變后立即測量一次。負(fù)荷穩(wěn)定30min后再測量一次。做負(fù)荷試驗(yàn)時,在測量振動的同時必須測量機(jī)組的熱膨脹情況。一般通過負(fù)荷試驗(yàn)可得出如下三種結(jié)果:
1)振動隨負(fù)荷增加而見效(數(shù)值不大)。這表明振動的原因在于轉(zhuǎn)體質(zhì)量的不平衡,此時可參照“轉(zhuǎn)速試驗(yàn)”進(jìn)行分析。
2)振動隨負(fù)荷增加而加大,且于熱膨脹無關(guān)(即每一級負(fù)荷的兩次所測振動值變化不大)。
這表明振動和旋轉(zhuǎn)力矩有關(guān)。其可能原因有:機(jī)組按靠背輪找中心時沒有找準(zhǔn);活動或半活動式靠背輪本身有缺陷,如牙齒嚙合不好或不均勻磨損等;
此種振動情況,一般在機(jī)組并列或接解列時振動值會有突變現(xiàn)象。
3)在負(fù)荷改變后的一段時間,振動隨時間的加長而加大(即在每一負(fù)荷下穩(wěn)定一定時間后所測得的振動值與***次所測得的振動值有較明顯的變化)。這表明振動與汽輪機(jī)的熱狀態(tài)有關(guān),其可能原因有:滑銷系統(tǒng)不良、基礎(chǔ)不均勻的下沉;主蒸汽管道布置不當(dāng),在熱膨脹時給汽缸施加了作用力;其它不正常的熱變形引起機(jī)組中心線發(fā)生變化等