【正文】 曲引起的質量不平衡的主要特征是工頻振動隨時間的變化。 – 隨機組參數的提高和高參數下運行時間的延續(xù)，工頻振幅逐漸增大，相位也隨之緩慢變化，一定時間后這種變化趨緩，最終基本不變。 ? 存在熱彎曲的轉子降速過程的振幅，尤其是過臨界轉速時的振幅，要比轉子溫度低啟機升速時的振幅大。 – 兩種情況下的波特圖可以用來判斷是否存在熱彎曲。為此有時需要安排專門的試驗，機組不采用滑參數停機的方式，較快地減負荷，以觀察轉子溫度高的情況下降速過程的幅頻特性，和冷態(tài)啟機時進行比對。 ? 一旦轉子溫度降低，轉子的彎曲會很快恢復。因此，測試必須在轉子彎曲沒有完全恢復前進行。 轉子熱彎曲產生的原因 ? 新機轉子的熱彎曲一般來自材質熱應力。這種熱彎曲狀態(tài)是固有的、可重復的，因而可以用平衡的方法處理。 ? 有時運行原因也會導致熱彎曲。如：汽缸進水、進冷空氣、動靜碰摩等。只要沒有使轉子發(fā)生永久塑性變形，這類熱彎曲都是可以恢復的，引起熱彎曲的根源消除后，工頻振動大的現象也會隨之自行消失。 ? 發(fā)電機轉子也常會因為通風道堵塞引起轉子一測溫度高于對面一側，轉子發(fā)生類似于一階振型的彎曲，它自然對一階振動影響最大，表現最明顯應該在過一階臨界轉速時的工頻振動增大。 轉子永久性彎曲 ?當轉子最大內應力超過材料的屈服極限，使轉子局部產生塑性變形，當外力和熱應力消除后，變形不能消失，稱為：塑性彎曲，也稱永久性彎曲 ?永久性彎曲是設備事故，使設備不能投入運行，必須進行直軸處理，將會造成很大的經濟損失 轉子永久性彎曲產生的原因： ? 動靜摩擦 → 轉子徑向局部過熱膨脹 → 彎曲 – 當轉速低于第一臨界轉速時，主軸的彎曲方向和轉子不平衡離心力的作用方向基本一致，往往產生愈摩愈彎、愈彎愈厚的惡性循環(huán)，以致使主軸產生永久性彎曲。 ? 停機后，汽缸、轉子金屬溫度較高，汽缸內任何意外原因進冷水，也會造成主軸彎曲 – 進水后，汽缸產生拱背變形，盤車被迫停止 – 靜止的高溫轉子下半部被水浸泡，當上下溫差達到 150~200℃ 時，就會造成主軸永久性彎曲。 ? 轉子的原材料存在過大的殘余內應力，在較高的溫度下經過一段時間的運行后，內應力逐漸得到釋放，從而使轉子產生彎曲變形。 ? 另外，套裝轉子在裝配時，由于偏斜，蹩勁也會造成主軸彎曲 防止主軸彎曲的措施： ? 汽輪機安裝時，必須考慮熱狀態(tài)變化，合理調整動靜間隙，以保證在正常運行工況下不會發(fā)生動靜摩擦。 ? 汽缸應具有良好的保溫條件，保證在正常起動和停機過程中不產生過大的上下部溫差。 ? 主蒸汽、再熱蒸汽及抽汽管道必須有完善的疏水系統(tǒng)。在停機后注意切斷與公用系統(tǒng)相連的各種水源，嚴防汽缸進水。 ? 運行中加強對機組振動的監(jiān)視，及早發(fā)現動靜摩擦。 – 在第一臨界轉速以下汽輪機軸承振動達到 ，必須打閘停機，不得盲目升速或降速暖機。 ? 起動前必須認真檢查主軸的晃度、上下缸溫差及沖轉參數，在沖轉條件不具備情況下，嚴禁起動。 動靜碰摩 ? 汽輪發(fā)電機組轉動部件與靜止部件的碰摩是運行中 常見故障 。隨著現代機組動靜間隙變小，碰摩的可能性隨之增加。 ? 碰摩使轉子產生非常復雜的振動，是轉子系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)的一個重要原因，輕者使得機組出現強烈振動，嚴重的可以造成轉軸永久性彎曲，甚至整個 軸系毀壞 。 ? 對碰摩的 故障特征 ，進行了許多研究，但是，這些研究結果和實際情況還有距離，因為相同的特征對應著許多其它的故障。 ? 碰摩的 診斷 是目前具有一定 難度 的主要振動故障。 – 每年全國都會有幾臺大機組發(fā)生動靜碰摩而出現大振動，但在處理過程中卻往往要走彎路。需要進行多次開機，平衡加重或支撐加固，為此延誤數周已是常事。最終開缸檢查，方發(fā)現汽封或通流部分已嚴重摩擦。 機組碰摩原因 (1) ?機組動靜碰摩通常有下列起因： – 轉軸振動過大。 ?不管何種起因，大振動下的轉軸振幅一旦大到動靜間隙值，都可能與靜止部位發(fā)生碰摩。因此，碰摩常常是中間過程，而非根本原因。 – 由于不對中等原因使軸頸處于極端的位置，整個轉子偏斜。 ?非轉動部件的不對中或翹曲也會導致碰摩。 機組碰摩原因 (2) ? 動靜間隙不足 – 有時是設計上的缺陷所造成的。也經常是安裝、檢修的原因，動靜間隙調整不符合規(guī)定所致。 – 動靜間隙是受多種因素影響的。如 : ? 真空、凝汽器灌水、缸溫等， ? 即便在開缸狀態(tài)下調整好，扣缸后的上下間隙也要變化 ? 缸體跑偏、彎曲或變形 – 機組高壓轉子前汽封比較長，啟機中參數掌握不當容易造成這個部位發(fā)生碰摩，進而造成大軸塑性彎曲。全國大約有近 30臺機組發(fā)生過這樣的故障。 – 開機過程中，上下缸溫差過大，造成缸體彎曲變形，是碰摩彎軸的主要運行原因之一。 碰摩的后果： ?輕的： – 汽封磨損 → 汽封漏汽量增大 → 降低汽輪機效率 ?重的： – 葉片斷裂、主軸彎曲，甚至汽輪機完全損壞 碰摩通常發(fā)生的部位： ? 隔板汽封 ? 葉片圍帶汽封 ? 軸端汽封 ? 各軸承的油擋部位 ? 發(fā)電機的徑向碰摩通常發(fā)生在密封瓦處 碰摩發(fā)生的機理 碰摩的種類 ? 全周碰摩 – 轉子在它轉動的一周中始終與靜子保持接觸。 ? 發(fā)生全周碰摩的靜子在 360176。 周向都要接觸，轉子可以是只有部分弧段接觸，也可以是全局接觸。 ? 部分碰摩 – 轉子在它轉動的一周中只有部分弧段接觸。 ? 部分碰摩在靜子上只有部分弧段接觸。 碰摩的三種物理現象 ? 碰撞 – 由于碰撞，使轉子在不平衡引起的強迫同步響應的基礎上疊加一個自由振動響應，這個自由振動的頻率是轉子的固有頻率，是整個振動響應的主要成分。 ? 摩擦 ? 轉子剛度的改變 ? 碰摩的響應 – 碰摩轉子的響應中應該含有次同步、同步和超同步等諧波成分。 – 實際碰摩的響應受到碰摩發(fā)生的軸向位置、沖擊的銳度、結構對不同頻率振動的傳遞特性等因素的影響，使得各頻譜成分在實際信號中復雜化。不同的情況次同步和超同步會呈現不同的量值。 碰摩轉子的動力特性 ? 碰摩發(fā)生時作用在轉軸上有兩種力： – 沖擊力 ，即碰撞力。該力引起碰摩點局部壓縮變形，并引起轉軸的反彈運動。 ? 碰摩時的沖擊效應有下列特點： – 由于沖擊作用時間很短，相當于一個脈沖函數，因此，產生寬頻帶響應 – 由于轉軸的旋轉，碰摩是重復過程，因而產生的是周期性的振動。 – 撞擊時具有高的法向力和切向力。 – 接觸材料之間存在著能量的吸收和轉移。 – 接觸表面的力、轉子的反彈運動以及材料的局部變形都有高度的非線性特性。 – 摩擦力 。摩擦力是作用在接觸點的切向力，轉軸上的摩擦力與旋轉方向相反。摩擦力的大小取決于接觸點的法向力及摩擦表面的性質。 ? 碰摩過程中的摩擦和碰撞一樣，同樣具有非線性特性。因此，這個過程的振動信號含有豐富的諧波分量。 ? 碰摩的高度非線性使其經常帶有混沌特性。 ? 嚴重的碰摩可以使材料磨損后變?yōu)檩p度碰摩，甚至能完全脫離碰摩狀態(tài)。 ? 摩擦的另一個重要效應是對轉子的局部加熱。局部加熱的后果是轉子彎曲，工頻振動增大。 碰摩的信號特征 ? 碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件有密切的關系，在某一時刻出現的征兆，在其它時刻可能不再復現，這使得碰摩故障的表現帶有一些不確定性。 碰摩的診斷 ? 碰摩的現場診斷是一項難度比較大的技術。如果認定了碰摩，常需要開缸處理，工作量較大，這就要求診斷的高準確性。 ? 現有的診斷方法主要還是根據振幅、頻譜和軸心軌跡進行判斷