【正文】 嚴(yán)重超速可造成機(jī)組損壞。 防止措施： ? 過(guò)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(jī)跳閘或負(fù)荷低于規(guī)定值時(shí)應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉。 ? 事故排油門(mén)的標(biāo)志要醒目，油門(mén)把手處應(yīng)有兩個(gè)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(wú)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(dòng)表現(xiàn)應(yīng)始終相同。往往初始的一、二次啟動(dòng)沒(méi)有這種現(xiàn)象，后幾次越來(lái)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(huì)使軸的載荷明顯升高。這說(shuō)明結(jié)構(gòu)剛度降低了，可能軸承發(fā)生了問(wèn)題，也可能是轉(zhuǎn)軸有裂紋。 – 1980年初次在一臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)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(cè) ?檢修時(shí)轉(zhuǎn)子表面的探傷檢查 ?根據(jù)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行診斷和監(jiān)測(cè) 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(jiàn)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(tái)肩根部。如果軸承的標(biāo)高高于規(guī)定值，這個(gè)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(duì)中都是不希望出現(xiàn)的。 – 在無(wú)精確測(cè)量軸承座絕對(duì)標(biāo)高手段的條件下，要想準(zhǔn)確地對(duì)剛度低做出判斷是不易的。 ? 汽輪機(jī)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(huì)出現(xiàn)剛度偏低的問(wèn)題。這是模態(tài)試驗(yàn)中的規(guī)范方法。 ? 在國(guó)內(nèi)多臺(tái)同型號(hào)機(jī)組的發(fā)電機(jī)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(hào)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(jī)組的 2號(hào)軸瓦是半速渦動(dòng)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(gè)失穩(wěn)問(wèn)題的實(shí)例 ? 某蘇制 BПT－ 50－ 3型雙抽凝汽式機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速是 1365 rpm。 軸頸磨損情況 碰摩時(shí)軸承振動(dòng)瀑布圖 碰摩中降速過(guò)程和處理后降速過(guò)程軸承振動(dòng)級(jí)聯(lián)圖 油膜失穩(wěn)和汽流激振 ? 這是一種自激振動(dòng)。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(kāi)缸處理，工作量較大，這就要求診斷的高準(zhǔn)確性。 ? 碰摩過(guò)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(diǎn)局部壓縮變形，并引起轉(zhuǎn)軸的反彈運(yùn)動(dòng)。 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(jī)組碰摩原因 (2) ? 動(dòng)靜間隙不足 – 有時(shí)是設(shè)計(jì)上的缺陷所造成的。 – 每年全國(guó)都會(huì)有幾臺(tái)大機(jī)組發(fā)生動(dòng)靜碰摩而出現(xiàn)大振動(dòng)，但在處理過(guò)程中卻往往要走彎路。 ? 運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)動(dòng)靜摩擦。 ? 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也常會(huì)因?yàn)橥L(fēng)道堵塞引起轉(zhuǎn)子一測(cè)溫度高于對(duì)面一側(cè)，轉(zhuǎn)子發(fā)生類(lèi)似于一階振型的彎曲，它自然對(duì)一階振動(dòng)影響最大，表現(xiàn)最明顯應(yīng)該在過(guò)一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的工頻振動(dòng)增大。為此有時(shí)需要安排專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)，機(jī)組不采用滑參數(shù)停機(jī)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(guò)程的幅頻特性，和冷態(tài)啟機(jī)時(shí)進(jìn)行比對(duì)。 )/ 781g∠ 135176。 ，瓦振為 47 mm∠ 118176。這種故障一般發(fā)生在機(jī)組帶有某一負(fù)荷的情況。它們通常是在加工制造過(guò)程中產(chǎn)生的，或是在檢修時(shí)更換轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)在整個(gè)信號(hào)中占主要成分。第三章 汽輪機(jī)幾種典型運(yùn)行事故 汽輪機(jī)常見(jiàn)故障 ?機(jī)組振動(dòng) ?油系統(tǒng)著火 ?水沖擊 ?超速 機(jī)組振動(dòng)故障 機(jī)組振動(dòng)故障的現(xiàn)場(chǎng)處理要求 ? 近幾十年國(guó)內(nèi)有關(guān)單位對(duì)機(jī)組振動(dòng)故障處理的歷史和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)說(shuō)明，對(duì)振動(dòng)故障的定性一般并不困難，但在確定故障的具體原因時(shí)，由于對(duì)造成故障的機(jī)理分析有分歧，使得誤判時(shí)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(jī)； – 升降速過(guò)程； – 不同的工況，如負(fù)荷、真空、油溫、氫壓、勵(lì)磁電流等。 ? 這種不平衡的特點(diǎn)： – 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(gè)穩(wěn)定是指在一定的轉(zhuǎn)速下振動(dòng)特征穩(wěn)定，振幅和相位受機(jī)組參數(shù)影響不大，與升速時(shí)或帶負(fù)荷的時(shí)間延續(xù)沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián)，也不受啟動(dòng)方式的影響。 ? 發(fā)生松動(dòng)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(huì)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(guò)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(chēng)為：塑性彎曲，也稱(chēng)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(yùn)行，必須進(jìn)行直軸處理，將會(huì)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(dòng)靜摩擦 → 轉(zhuǎn)子徑向局部過(guò)熱膨脹 → 彎曲 – 當(dāng)轉(zhuǎn)速低于第一臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，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(jī)軸承振動(dòng)達(dá)到 ，必須打閘停機(jī)，不得盲目升速或降速暖機(jī)。需要進(jìn)行多次開(kāi)機(jī)，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(dòng)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(dòng)的一周中只有部分弧段接觸。 ? 碰摩時(shí)的沖擊效應(yīng)有下列特點(diǎn)： – 由于沖擊作用時(shí)間很短，相當(dāng)于一個(gè)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(guò)程，因而產(chǎn)生的是周期性的振動(dòng)。因此，這個(gè)過(guò)程的振動(dòng)信號(hào)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(dòng)靜碰磨的技術(shù)措施： ? 根據(jù)機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)行工況，合理地設(shè)計(jì)和調(diào)整各部位的動(dòng)靜間隙 ? 認(rèn)真分析轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹特點(diǎn)和變化規(guī)律，在起動(dòng)、停機(jī)和變工況時(shí)注意對(duì)脹差的控制和調(diào)整 ? 在機(jī)組起停過(guò)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(dòng) ? 在運(yùn)行中防止水沖擊，停機(jī)后嚴(yán)防汽缸進(jìn)冷汽冷水 ? 起動(dòng)前及升速過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視轉(zhuǎn)子晃度和振動(dòng)，不得在超限增況下強(qiáng)行起動(dòng) 一臺(tái)機(jī)組碰摩實(shí)例 ? 某 200MW機(jī)組正常運(yùn)行小修后第一次啟動(dòng)就發(fā)生了碰摩。 ? 自激振動(dòng)的發(fā)生以橫向振動(dòng)形式出現(xiàn)，以轉(zhuǎn)子的低階臨界轉(zhuǎn)速為振動(dòng)頻率，它的出現(xiàn)與轉(zhuǎn)速或負(fù)荷密切相關(guān)。 ? 機(jī)組的主要問(wèn)題是： – 2號(hào)瓦經(jīng)常碎瓦。這些因素相互交織、綜合作用，使得該機(jī)組與單一因素造成的機(jī)組振動(dòng)不同，振動(dòng)缺陷長(zhǎng)期以來(lái)難以判斷和解決。 結(jié)構(gòu)共振的特點(diǎn) ? 結(jié)構(gòu)共振是小激振力的輸入產(chǎn)生高振幅的輸出。測(cè)試和分析結(jié)果表明，在與發(fā)電機(jī)相鄰的汽輪機(jī)低壓缸后部所出現(xiàn)的兩倍頻，即 100Hz的振動(dòng)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(jī)組支撐結(jié)構(gòu)剛度過(guò)低。 ? 剛度不足不會(huì)成為機(jī)組振動(dòng)的直接原因。 聯(lián)軸器不對(duì)中 ? 聯(lián)軸器不對(duì)中是汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)常見(jiàn)故障。 裂紋轉(zhuǎn)子 ? 汽輪發(fā)電