【文章內(nèi)容簡介】 。另外還可以觀察軸頸靜態(tài)位置，碰撞點(diǎn)力的作用可使軸頸中心發(fā)生較大的變化。單純用瓦振信號(hào)進(jìn)行判斷，只能看到頻譜。轉(zhuǎn)軸信號(hào)可以提供豐富的碰摩信息。 ? 機(jī)組升降速的波特圖、極坐標(biāo)圖和級(jí)聯(lián)圖、全頻譜級(jí)聯(lián)圖。 ? 現(xiàn)場運(yùn)行人員在啟機(jī)過程常采取 “ 聽診 ” 的方法，對(duì)碰摩的確定有時(shí)也是有用的。但要注意，由于高中壓缸都是雙層缸，有的機(jī)組低壓缸也是雙層缸，通流部分的碰摩聲很難傳出來，只有軸端汽封的碰摩聲比較容易聽到。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)。 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。 ? 碰摩情況： – 啟動(dòng)按常規(guī)進(jìn)行到 3000 rpm定速，保持 2小時(shí)準(zhǔn)備做超速試驗(yàn)，這時(shí)運(yùn)行人員先試驗(yàn)同步器，將轉(zhuǎn)速降到 2350 rpm又很快回升到3000 rpm，這時(shí) 3號(hào)軸承振動(dòng)從 20mm開始急劇增大，主要是工頻成分， 4號(hào)軸承振動(dòng)也同時(shí)上升，并發(fā)現(xiàn) 3號(hào)軸承處涌出大量煙霧。大約經(jīng)過 7min， 3號(hào)軸承振幅已上升到 75mm，隨后緊急打閘停機(jī)。揭開 3號(hào)軸承蓋，發(fā)現(xiàn)大軸與 3號(hào)軸承擋油環(huán)發(fā)生了碰摩。摩出的凹槽深 3～ 4mm，寬 5～ 6mm，張角 60176。 軸承振動(dòng)情況 該案例說明： 碰摩時(shí)各振動(dòng)分量增加的速度很快。由于打閘及時(shí)，幸未造成嚴(yán)重事故。 軸頸磨損情況 碰摩時(shí)軸承振動(dòng)瀑布圖 碰摩中降速過程和處理后降速過程軸承振動(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)。 ? 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)。維持這種振動(dòng)的能量來自于系統(tǒng)自身內(nèi)部的某種機(jī)制。 ? 自激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)本質(zhì)上的區(qū)別在于： – 自激振動(dòng)中，維持振動(dòng)的擾動(dòng)力是由它自身的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生并受其控制的，一旦運(yùn)動(dòng)停止，擾動(dòng)力隨之消失； – 自激振動(dòng)以它本身的固有頻率振動(dòng)，與外界激振力頻率無關(guān)。 – 強(qiáng)迫振動(dòng)中，持續(xù)作用的交變力獨(dú)立于運(yùn)動(dòng)存在著，即使振動(dòng)停止，它仍然會(huì)存在。系統(tǒng)振動(dòng)的頻率與交變作用力的頻率相等。 旋轉(zhuǎn)機(jī)械中可以產(chǎn)生渦動(dòng)和振蕩的最主要的振源： ? 轉(zhuǎn)子內(nèi)部阻尼； ? 動(dòng)壓軸承和密封、油封； ? 汽封； ? 汽輪機(jī)組的氣動(dòng)耦合； ? 頂隙激振； ? 葉輪 —— 通流部分相互作用力； ? 轉(zhuǎn)子內(nèi)滯留液體； ? 干摩擦碰摩； ? 扭轉(zhuǎn)變形渦動(dòng)； ? 彎扭耦合。 實(shí)際中時(shí)而可見的汽輪發(fā)電機(jī)組軸系動(dòng)力失穩(wěn)的類型： ?滑動(dòng)軸承油膜失穩(wěn)造成的半速渦動(dòng)和油膜振蕩； ?汽流激振； ?轉(zhuǎn)軸材料內(nèi)阻引起的不穩(wěn)定振動(dòng)、轉(zhuǎn)軸和套裝葉輪之間的內(nèi)摩擦以及中心孔進(jìn)油造成的振動(dòng)等。 一個(gè)失穩(wěn)問題的實(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。 ? 機(jī)組的主要問題是： – 2號(hào)瓦經(jīng)常碎瓦。據(jù)記載，從 1980年到 1991年底，對(duì) 2號(hào)瓦上、下瓦共進(jìn)行過 12次補(bǔ)焊、澆烏金或換備品瓦。 ? 多次測量表明，機(jī)組的振動(dòng)特征為： – 高壓轉(zhuǎn)子隨負(fù)荷增大而出現(xiàn)的突發(fā)性半周振動(dòng)。隨時(shí)間推移，機(jī)組振動(dòng)日趨惡化，出現(xiàn)半周振動(dòng)的起始負(fù)荷區(qū)域在不斷擴(kuò)大，發(fā)生大振動(dòng)次數(shù)增多。 ? 這臺(tái)機(jī)組的振動(dòng)帶有典型性，它是以軸系的失穩(wěn)為主，同時(shí)存在其他振動(dòng)缺陷。 機(jī)組振動(dòng)問題的處理要點(diǎn) ? 采取了系列措施后，半周振動(dòng)一步步減小。這些措施中，沒有發(fā)現(xiàn)哪一項(xiàng)有十分顯著的效果，也沒有發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)沒有任何作用。 – 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。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)缺陷長期以來難以判斷和解決。 ? 高壓轉(zhuǎn)子的半頻振動(dòng)是非典型的油膜半速渦動(dòng)。表現(xiàn)為和負(fù)荷有密切關(guān)系，受工頻振動(dòng)影響顯著，與轉(zhuǎn)速的聯(lián)系不很明顯。 結(jié)構(gòu)共振 ? 如果結(jié)構(gòu)系統(tǒng)存在和激振力一致的固有頻率，發(fā)生共振現(xiàn)象，這就是 結(jié)構(gòu)共振 。 ? 汽輪發(fā)電機(jī)組的共振結(jié)構(gòu)通常有三種形式： ?轉(zhuǎn)子 — 支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； ?轉(zhuǎn)子 — 支撐 — 缸體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； ?轉(zhuǎn)子 — 支撐 — 臺(tái)板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 上述三種結(jié)構(gòu)形式中，如果支撐、缸體或臺(tái)板存在與轉(zhuǎn)子激振力一致的自振頻率，在一定條件下會(huì)發(fā)生共振。造成共振的激振力大多數(shù)來自于轉(zhuǎn)子的不平衡力，因此。共振頻率與轉(zhuǎn)速同頻。 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。共振時(shí)的響應(yīng)取決于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的頻響特性，激振力的大小不起關(guān)鍵作用。 ? 機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使與轉(zhuǎn)子關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)自振頻率避開 50Hz和其他一些特殊頻率點(diǎn)、頻率區(qū)，如發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)避開 100Hz，汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)避開 25Hz、 100Hz等。 結(jié)構(gòu)共振 amp。過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)對(duì)比 ? 轉(zhuǎn)子在同步的不平衡力作用下過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)所表現(xiàn)出來的軸振動(dòng)峰，實(shí)際上是轉(zhuǎn)子自身結(jié)構(gòu)的共振響應(yīng)，如果此時(shí)瓦振出現(xiàn)過高的振動(dòng)峰，甚至瓦振大于軸振，則可以判斷軸承支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在這個(gè)轉(zhuǎn)速下發(fā)生了共振。因?yàn)橥ǔＧ闆r下，瓦振完全是由于轉(zhuǎn)子作用在其上的力產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)，瓦振應(yīng)該明顯地小于軸振。 結(jié)構(gòu)共振案例 —— 蘇 200MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 2倍頻共振 ? 對(duì)早期從蘇聯(lián)引進(jìn)的 200MW機(jī)組查證表明，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上均沒有銑出用于減小轉(zhuǎn)子本體剛度不對(duì)稱的橫向槽，先天的設(shè)計(jì)制造缺陷使得這一類型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子成為兩倍頻的激振源。 ? 在國內(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。測試和分析結(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。 ? 根據(jù)有關(guān)資料，西屋公司 1994年在波蘭 RYBNIK4號(hào)機(jī)組改造時(shí)同樣發(fā)現(xiàn)過高的兩倍頻振動(dòng)，那臺(tái)機(jī)組結(jié)構(gòu)和我國的蘇聯(lián)機(jī)組類似?？梢?，這種在低壓缸部位存在著的 100Hz的結(jié)構(gòu)共振問題是這種類型機(jī)組所固有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷。 結(jié)構(gòu)共振的現(xiàn)場判斷方法 ? 根據(jù)振幅 —— 轉(zhuǎn)速曲線中非臨界轉(zhuǎn)速的共振峰分析是否存在結(jié)構(gòu)共振造成的共振點(diǎn)。 ? 進(jìn)行結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)的測試。 – 這種測試一般采用錘擊法。錘擊法使用裝有力傳感器的激振錘敲擊構(gòu)件，用數(shù)據(jù)記錄儀采集響應(yīng)信號(hào)并用頻譜分析儀作頻譜分析，確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和有關(guān)的響應(yīng)特性。這是模態(tài)試驗(yàn)中的規(guī)范方法。 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)剛度過低。這里所說的 “ 剛度 ” ，是廣義的，泛指轉(zhuǎn)子支撐 缸體 基礎(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)的剛度。 ? 剛度不足多發(fā)生在低壓轉(zhuǎn)子。原因是： – 設(shè)計(jì)階段缺乏足夠的剛度校核。一方面，這種計(jì)算有一定的難度，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，計(jì)算中所要用到的一些系數(shù)目前尚缺少，如結(jié)合面剛度等；另一方面，設(shè)計(jì)階段沒能進(jìn)行充分的試驗(yàn)。和結(jié)構(gòu)共振一樣，設(shè)計(jì)存在一定的盲目性，最終導(dǎo)致