【正文】 嚴(yán)重超速可造成機組損壞。 防止措施： ? 過熱器、再熱器噴水減溫系統(tǒng)選用性能可靠的噴水調(diào)節(jié)閥，并在減溫水管路上設(shè)置閉鎖閥，在主燃料切斷或汽輪機跳閘或負(fù)荷低于規(guī)定值時應(yīng)自動關(guān)閉。 ? 事故排油門的標(biāo)志要醒目，油門把手處應(yīng)有兩個通道可以到達(dá)，且把手與油箱或密集的油管區(qū)間應(yīng)有一定的距離，以防被火包圍無法操作。槽深為轉(zhuǎn)子本體半徑的 1/4~1/5。如果存在熱彎曲，振動表現(xiàn)應(yīng)始終相同。往往初始的一、二次啟動沒有這種現(xiàn)象，后幾次越來越明顯。如超速、軸系共振、油膜振蕩、電氣故障引起的巨大沖擊扭矩和汽缸進(jìn)水均會使軸的載荷明顯升高。這說明結(jié)構(gòu)剛度降低了，可能軸承發(fā)生了問題，也可能是轉(zhuǎn)軸有裂紋。 – 1980年初次在一臺發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁端的線槽底部發(fā)現(xiàn)了疲勞裂紋。這些故障往往難于區(qū)分。監(jiān)測 ?檢修時轉(zhuǎn)子表面的探傷檢查 ?根據(jù)振動信號進(jìn)行診斷和監(jiān)測 前一種方法是目前最重要的有效方法。 轉(zhuǎn)軸裂紋的形式 橫向裂紋是最常見的形式，多發(fā)生在轉(zhuǎn)軸緊配合的套裝部件的根部，或軸頸發(fā)生突變的臺肩根部。如果軸承的標(biāo)高高于規(guī)定值，這個軸承的負(fù)荷要比原定值高，如果軸承的標(biāo)高低于規(guī)定值，負(fù)荷則要比預(yù)定值低，這兩種不對中都是不希望出現(xiàn)的。 – 在無精確測量軸承座絕對標(biāo)高手段的條件下，要想準(zhǔn)確地對剛度低做出判斷是不易的。 ? 汽輪機高壓轉(zhuǎn)子支承軸承通常位于前箱和中箱，箱式結(jié)構(gòu)一般不會出現(xiàn)剛度偏低的問題。這是模態(tài)試驗中的規(guī)范方法。 ? 在國內(nèi)多臺同型號機組的發(fā)電機兩軸承和相鄰軸承上發(fā)現(xiàn)有較大的兩倍頻的分量。共振頻率與轉(zhuǎn)速同頻。 – 修復(fù)三號瓦、前端加重、聯(lián)軸器加重、調(diào)整聯(lián)軸器罩 ? 分析后認(rèn)為：機組的 2號軸瓦是半速渦動的重要原因，聯(lián)軸器、聯(lián)軸器罩、不平衡重以及汽流力也都有直接影響。 一個失穩(wěn)問題的實例 ? 某蘇制 BПT－ 50－ 3型雙抽凝汽式機組，高壓轉(zhuǎn)子，低壓轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速分別是 1800 rpm和 1900 rpm，發(fā)電機轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速是 1365 rpm。 軸頸磨損情況 碰摩時軸承振動瀑布圖 碰摩中降速過程和處理后降速過程軸承振動級聯(lián)圖 油膜失穩(wěn)和汽流激振 ? 這是一種自激振動。因而，不能片面地將某一種方法的結(jié)論作為是否發(fā)生碰摩的決定性判據(jù)。如果認(rèn)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(zhǔn)確性。 ? 碰摩過程中的摩擦和碰撞一樣，同樣具有非線性特性。該力引起碰摩點局部壓縮變形，并引起轉(zhuǎn)軸的反彈運動。 周向都要接觸，轉(zhuǎn)子可以是只有部分弧段接觸，也可以是全局接觸。 機組碰摩原因 (2) ? 動靜間隙不足 – 有時是設(shè)計上的缺陷所造成的。 – 每年全國都會有幾臺大機組發(fā)生動靜碰摩而出現(xiàn)大振動，但在處理過程中卻往往要走彎路。 ? 運行中加強對機組振動的監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)動靜摩擦。 ? 發(fā)電機轉(zhuǎn)子也常會因為通風(fēng)道堵塞引起轉(zhuǎn)子一測溫度高于對面一側(cè)，轉(zhuǎn)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(xiàn)最明顯應(yīng)該在過一階臨界轉(zhuǎn)速時的工頻振動增大。為此有時需要安排專門的試驗，機組不采用滑參數(shù)停機的方式，較快地減負(fù)荷，以觀察轉(zhuǎn)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(jìn)行比對。 )/ 781g∠ 135176。 ，瓦振為 47 mm∠ 118176。這種故障一般發(fā)生在機組帶有某一負(fù)荷的情況。它們通常是在加工制造過程中產(chǎn)生的，或是在檢修時更換轉(zhuǎn)動部件造成的。 9 轉(zhuǎn)子不平衡（ Rotor Imbalance） Shaft centerline Mass centerline Shaft centerline Mass centerline Static imbalance Coupled imbalance 質(zhì)量不平衡的一般特征 ? 最關(guān)鍵的特征是：穩(wěn)定的工頻振動在整個信號中占主要成分。第三章 汽輪機幾種典型運行事故 汽輪機常見故障 ?機組振動 ?油系統(tǒng)著火 ?水沖擊 ?超速 機組振動故障 機組振動故障的現(xiàn)場處理要求 ? 近幾十年國內(nèi)有關(guān)單位對機組振動故障處理的歷史和經(jīng)驗教訓(xùn)說明，對振動故障的定性一般并不困難，但在確定故障的具體原因時，由于對造成故障的機理分析有分歧，使得誤判時有發(fā)生。 ? 工頻振幅為主的狀況應(yīng)該是穩(wěn)定的，這包括： – 各次啟機； – 升降速過程； – 不同的工況，如負(fù)荷、真空、油溫、氫壓、勵磁電流等。 ? 這種不平衡的特點： – 除振幅和相位的常規(guī)特征外，它的最顯著特征是 “ 穩(wěn)定 ” ，這個穩(wěn)定是指在一定的轉(zhuǎn)速下振動特征穩(wěn)定，振幅和相位受機組參數(shù)影響不大，與升速時或帶負(fù)荷的時間延續(xù)沒有直接的關(guān)聯(lián)，也不受啟動方式的影響。 ? 發(fā)生松動的部件可能有護(hù)環(huán)、轉(zhuǎn)子線圈、槽楔、聯(lián)軸器等。 ，平衡塊飛脫使得軸振和瓦振相位變化約 60176。 = (mm/g) ∠ 176。 ? 一旦轉(zhuǎn)子溫度降低，轉(zhuǎn)子的彎曲會很快恢復(fù)。 轉(zhuǎn)子永久性彎曲 ?當(dāng)轉(zhuǎn)子最大內(nèi)應(yīng)力超過材料的屈服極限，使轉(zhuǎn)子局部產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)外力和熱應(yīng)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(shè)備事故，使設(shè)備不能投入運行，必須進(jìn)行直軸處理，將會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失 轉(zhuǎn)子永久性彎曲產(chǎn)生的原因： ? 動靜摩擦 → 轉(zhuǎn)子徑向局部過熱膨脹 → 彎曲 – 當(dāng)轉(zhuǎn)速低于第一臨界轉(zhuǎn)速時，主軸的彎曲方向和轉(zhuǎn)子不平衡離心力的作用方向基本一致，往往產(chǎn)生愈摩愈彎、愈彎愈厚的惡性循環(huán)，以致使主軸產(chǎn)生永久性彎曲。 – 在第一臨界轉(zhuǎn)速以下汽輪機軸承振動達(dá)到 ，必須打閘停機，不得盲目升速或降速暖機。需要進(jìn)行多次開機，平衡加重或支撐加固，為此延誤數(shù)周已是常事。也經(jīng)常是安裝、檢修的原因，動靜間隙調(diào)整不符合規(guī)定所致。 ? 部分碰摩 – 轉(zhuǎn)子在它轉(zhuǎn)動的一周中只有部分弧段接觸。 ? 碰摩時的沖擊效應(yīng)有下列特點： – 由于沖擊作用時間很短，相當(dāng)于一個脈沖函數(shù)，因此，產(chǎn)生寬頻帶響應(yīng) – 由于轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，碰摩是重復(fù)過程，因而產(chǎn)生的是周期性的振動。因此，這個過程的振動信號含有豐富的諧波分量。 ? 現(xiàn)有的診斷方法主要還是根據(jù)振幅、頻譜和軸心軌跡進(jìn)行判斷。 防止動靜碰磨的技術(shù)措施： ? 根據(jù)機組的結(jié)構(gòu)特點及運行工況，合理地設(shè)計和調(diào)整各部位的動靜間隙 ? 認(rèn)真分析轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹特點和變化規(guī)律，在起動、停機和變工況時注意對脹差的控制和調(diào)整 ? 在機組起停過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制上下缸溫差、蒸汽參數(shù)的變化、監(jiān)視段壓力及軸的竄動 ? 在運行中防止水沖擊，停機后嚴(yán)防汽缸進(jìn)冷汽冷水 ? 起動前及升速過程中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視轉(zhuǎn)子晃度和振動，不得在超限增況下強行起動 一臺機組碰摩實例 ? 某 200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。 ? 自激振動的發(fā)生以橫向振動形式出現(xiàn)，以轉(zhuǎn)子的低階臨界轉(zhuǎn)速為振動頻率，它的出現(xiàn)與轉(zhuǎn)速或負(fù)荷密切相關(guān)。 ? 機組的主要問題是： – 2號瓦經(jīng)常碎瓦。這些因素相互交織、綜合作用，使得該機組與單一因素造成的機組振動不同，振動缺陷長期以來難以判斷和解決。 結(jié)構(gòu)共振的特點 ? 結(jié)構(gòu)共振是小激振力的輸入產(chǎn)生高振幅的輸出。測試和分析結(jié)果表明，在與發(fā)電機相鄰的汽輪機低壓缸后部所出現(xiàn)的兩倍頻，即 100Hz的振動分量，與低壓缸的結(jié)構(gòu)共振有直接的關(guān)系。 結(jié)構(gòu)剛度不足 ? 結(jié)構(gòu)剛度不足是指機組支撐結(jié)構(gòu)剛度過低。 ? 剛度不足不會成為機組振動的直接原因。 聯(lián)軸器不對中 ? 聯(lián)軸器不對中是汽輪發(fā)電機組振動常見故障。 裂紋轉(zhuǎn)子 ? 汽輪發(fā)電