【正文】 老師和同學們都給了我很大幫助，在此表示衷心地感謝。在這次設(shè)計中，我又對本專業(yè)的幾門課程進行了一次全面深入的復習，使得本來看似孤立的知識面得以貫穿，緊密地聯(lián)系起來。在此我要感謝我的母校，感謝學院所有給予我?guī)椭?、教授我知識的老師！在老師的精心指導下，現(xiàn)在終于圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計任務。及時對比分析，查找原因，并采取措施防止設(shè)備損壞事故的發(fā)生。多年來，不少機組因振動大而拖延了投產(chǎn)期和檢修期。⑷ 停機后連續(xù)盤車，至少要間斷盤車；無法盤車，只有等待。⑸ 必要時進行高速動平衡。⑵ 消除葉片葉根松動；清除葉片積垢；⑶ 轉(zhuǎn)子找中心、隔板找中心和汽封間隙調(diào)整符合要求；考慮軸承座標高實際變化和轉(zhuǎn)子告訴旋轉(zhuǎn)時軸心偏移，保證運行中滿足轉(zhuǎn)子自然垂弧的要求，動、靜部分同心。如果認定振動原因是碰磨而又無法肯定碰磨的原因，一個不得已而為之的辦法就是根據(jù)檢查的碰磨具體部位，放大動靜間隙。消除碰磨的工作，主要限于高壓缸，如果從缸外部處理，通常是調(diào)整軸承標高或抬高缸體，改變缸內(nèi)通流間隙，消除碰磨點。如果摩擦引起的熱彎曲與原不平衡反相，則振動呈減小趨勢，一段時間后摩擦消失，動靜接觸點脫離，徑向溫差減小，振動恢復原狀，此時在原不平衡作用下又會發(fā)生摩擦，如此反復，汽封顯得相對比較“耐磨”，振幅發(fā)生時間長、波動幅度大， 2機振動與此類似。目前，汽輪發(fā)電機組的工作轉(zhuǎn)速一般都高于各轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速，而低于二階臨界轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速下二階不平衡與其引起的振動之間的滯后角仍小于90176。振動高點H是摩重點，該點溫度高于對面一側(cè)，受熱彎曲的影響在此方向產(chǎn)生一個熱不平衡OH， OH 與OA合成為一個新的不平衡OA1。動靜摩擦時圓周上各點的摩擦程度是不同的，由于重摩擦側(cè)溫度高于輕摩擦側(cè)，導致轉(zhuǎn)子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，產(chǎn)生一個新的不平衡力作用到轉(zhuǎn)子上引起振動。，停機后轉(zhuǎn)子靜止時，測量大軸的晃度比原始值明顯增加。，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續(xù)時間可能比較長。從2機情況看，從新機調(diào)試起，汽輪機就存在動靜碰磨，經(jīng)過數(shù)次檢修，情況有所好轉(zhuǎn)，當前開機過程已經(jīng)較順利，振幅的增加量小于以往幾次啟動，但負荷高時仍然不時發(fā)生碰磨。如果大軸振動和大軸彎曲發(fā)生在高參數(shù)帶負荷過程，最經(jīng)常的原因是轉(zhuǎn)子存在熱應力；像2機這樣，在低轉(zhuǎn)速、低參數(shù)下大軸發(fā)生彎曲，一個主要可能原因就是碰磨。 上述記錄表明：2瓦的軸振、瓦振不穩(wěn)定，不只是在3000rpm和帶負荷過程，經(jīng)常在1000rpm暖機或升速過臨界時不穩(wěn)定。從機組調(diào)試階段初始幾次啟機情況看，過臨界的振動不大，況且在去年做了高速動平衡，原始質(zhì)量不平衡狀況良好。而2機的情況與此有些類似，但又不完全相象。一般情況，由于中心孔進油引發(fā)的振動在機組初始幾次啟機時振動不大，后期隨著油逐漸進入孔內(nèi)，振動問題突出。2機在正常帶負荷運行中振動增大，整個轉(zhuǎn)子和缸體的溫度場已經(jīng)均勻，如果存在內(nèi)應力，應在這之前早已釋放。(2) 排除轉(zhuǎn)子熱變形等造成在高負荷工況下汽輪機轉(zhuǎn)子以一倍頻振幅為主緩慢增大通常還有兩個原因：轉(zhuǎn)子熱變形和中心孔進油。如果2機發(fā)生碰磨的位置在上部，4調(diào)門全開自然可以壓低高壓轉(zhuǎn)子上浮量，減輕或消除碰磨。上述三種情況中，前兩者均屬汽流影響造成的軸系失穩(wěn)，后者實質(zhì)是動靜碰磨。汽流激振的低頻振幅和工頻振幅量值相當。如果28Hz振幅為一倍頻振幅的四分之一，這個比例過低。在測振中只測到了很低的27~28Hz的分量，有單位稱在2機上測到量值為工頻振幅四分之一的28Hz分量，并以此判斷為汽流激振。引起振動原因分析（1） 排除汽流激振雖然在過去的處理過程中有單位將2機的振動定性為汽流激振，但現(xiàn)已經(jīng)確切排除汽流激振的可能。445129962361091159661140992261101129861表1：測試期間四次振動增加的通頻振幅最高值（微米）： 測點振幅1X1Y2X2Y3X3Y4X5X偏心150103209103111（文本格式都不對，發(fā)給你模板沒看吧？?。┱駝犹卣?003年10月4日~6日，在機組不停機的情況下，對2機振動進行了測試，其間多次測到振動增大的過程，發(fā)現(xiàn)2機振動呈現(xiàn)如下特征：2瓦軸振，它們分別可增大到160微米和240微米，1瓦瓦振可達32微米，偏心測點振動最大大于450微米。此后，在中電投東北分公司指導下實施《改變閥序抑制2號機間隙激振的方案》，對2機高壓調(diào)速汽門的重疊度進行了調(diào)整有所好轉(zhuǎn)；10月份共發(fā)生18次，11月份僅發(fā)生5次，機組偏心、振動發(fā)生率得以控制。2003年7月為解決軸系振動問題將機組轉(zhuǎn)大修，用時42天，揭高、中、低壓三缸進行檢查調(diào)整，做轉(zhuǎn)子動平衡試驗，同時根據(jù)東汽意見調(diào)整軸瓦：減小了3瓦頂隙，1瓦中心上抬10道，開機幾天后缺陷再度重現(xiàn)。2002年10月機組開始第一次小修，用時21天，揭高壓缸，重找各對輪中心，問題沒能解決。實例4：設(shè)備簡介撫順發(fā)電有限責任公司2號汽輪發(fā)電機組（簡稱2機），為東汽制造的200MW三缸兩排汽采暖、凝汽兩用式機組；該機組軸系較長，由高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和勵磁機轉(zhuǎn)子組成，各轉(zhuǎn)子之間為剛性靠背輪聯(lián)接，共有12個支持軸承及1個推力軸承。立即打閘緊急停機。實例3：1991年11月6日大修后啟動，2040rpm暖機后，一切正常。修括阻油邊、補焊消除間隙，再次啟動，振動仍未正常。實例2：綏電一期俄羅斯800 MW五缸六排汽機組，400 MW由單閥調(diào)節(jié)（四閥同步開啟）切換為順序閥調(diào)節(jié)（2閥全開，逐步開3閥，再開4閥）。測得振動最大振幅：軸承號56781011轉(zhuǎn)速rpm256026502679276018401920振幅mm診斷為：軸系對中不良，動不平衡。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荷低于規(guī)定值時應自動關(guān)閉。 水沖擊 水沖擊發(fā)生的原因：指水滴與高速旋轉(zhuǎn)的葉片相撞擊。為降低這個剛度差，通常在發(fā)電機轉(zhuǎn)子本體的大齒表面沿軸向銑出一定數(shù)量的圓弧形橫向月牙槽。轉(zhuǎn)子剛度的不對稱又使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的一周中靜撓曲線改變兩次，這樣，就會產(chǎn)生兩倍頻的激振力，這個激振力與電磁力無關(guān)，是轉(zhuǎn)子的力學特性決定的。 轉(zhuǎn)子截面剛度不對稱汽輪發(fā)電機組軸系中可能出現(xiàn)截面剛度不對稱的是發(fā)電機轉(zhuǎn)子。振動的特征:在振動特征上有一點是共同的，即工頻振動增大的現(xiàn)象；工頻振幅隨時間緩慢增大，時間度量大約是數(shù)十分鐘或1～2小時。合理設(shè)計軸結(jié)構(gòu)，減小應力集中改善機組的設(shè)計和運行，防止軸系失穩(wěn)、超速和汽缸進水，還要防止導致軸頸損傷的電氣故障和斷路器誤操作采用高靈敏的探傷方法，定量顯示軸內(nèi)部的缺陷及其發(fā)展，并用斷型力學評估對汽輪發(fā)電機組的軸系進行壽命在線監(jiān)測 轉(zhuǎn)子中心孔進油汽輪機轉(zhuǎn)子中心孔進油在現(xiàn)場時有發(fā)生。過載損壞主要發(fā)生于聯(lián)軸器螺栓和軸頸處，斷口周圍有明顯的宏觀塑性變形。過載損壞：因?qū)嶋H載荷超過材料的屈服極限，使軸進人塑性失穩(wěn)狀態(tài)而斷軸。斷軸往往是從這些薄弱環(huán)節(jié)開始的。隨著機組使用壽命的延長和很多機組被用做調(diào)峰，轉(zhuǎn)軸疲勞損傷急劇，裂紋出現(xiàn)的可能性在增加 斷軸故障轉(zhuǎn)子在薄弱環(huán)節(jié)因裂紋等原因，使軸突然折斷的嚴重事故。運行時間長的老機組，由于應力腐蝕，會在轉(zhuǎn)子原本存在誘發(fā)點的位置產(chǎn)生微裂紋，其后隨著環(huán)境因素的持續(xù)作用，微裂紋逐漸擴展，發(fā)展為宏裂紋。近些年來，國外已經(jīng)發(fā)生了30多臺大型汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)軸裂紋事故，其中有些是災難性的。 裂紋轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋的故障不多見，但仍偶有發(fā)生。它們會給機組帶來下列后果：轉(zhuǎn)子連接處將產(chǎn)生兩倍頻作用的彎矩和剪切力；相鄰軸承將承受工頻徑向作用力。聯(lián)軸器不對中是指相鄰兩根轉(zhuǎn)軸軸線不在同一直線上；或不是一條連續(xù)的光滑曲線，在聯(lián)軸器部位存在拐點或階躍點。在無精確測量軸承座絕對標高手段的條件下，要想準確地對剛度低做出判斷是不不易的。而且它應該是同一類型機組的通病。但一般偏大的量不明顯，且往往無從比較，實際中較難認定。在不平衡量很小的情況下，只要沒有發(fā)生動靜碰摩，即使支承剛度過低也不會出現(xiàn)振動問題。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。和結(jié)構(gòu)共振一樣，設(shè)計存在一定的盲目性，最終導致結(jié)構(gòu)動態(tài)特性出現(xiàn)問題。原因是：設(shè)計階段缺乏足夠的剛度校核。這里所說的“剛度”，是廣義的，泛指轉(zhuǎn)子支撐缸體基礎(chǔ)整個系統(tǒng)的剛度。這是模態(tài)試驗中的規(guī)范方法。 圖 41 斷裂軸 這種測試一般采用錘擊法。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。共振時的響應取決于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的頻響特性，激振力的大小不起關(guān)鍵作用。共振頻率與轉(zhuǎn)速同頻。上述三種結(jié)構(gòu)形式中，如果支撐、缸體或臺板存在與轉(zhuǎn)子激振力一致的自振頻率，在一定條件下會發(fā)生共振。膜失穩(wěn)和汽流激振 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。強迫振動中，持續(xù)作用的交變力獨立于運動存在著，即使振動停止，它仍然會存在。維持這種振動的能量來自于系統(tǒng)自身內(nèi)部的某種機制。 油膜失穩(wěn)和汽流激振這是一種自激振動。最終開缸檢查，方發(fā)現(xiàn)汽封或通流部分已嚴重摩擦。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。對碰摩的故障特征，進行了許多研究，但是，這些研究結(jié)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。隨著現(xiàn)代機組動靜間隙變小，碰摩的可能性隨之增加。只要沒有使轉(zhuǎn)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(xiàn)象也會隨之自行消失。有時運行原因也會導致熱彎曲。轉(zhuǎn)子熱彎曲產(chǎn)生的原因：新機轉(zhuǎn)子的熱彎曲一般來自材質(zhì)熱應力。一旦轉(zhuǎn)子溫度降低，轉(zhuǎn)子的彎曲會很快恢復。兩種情況下的波特圖可以用來判斷是否存在熱彎曲。隨機組參數(shù)的提高和高參數(shù)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。軸振振幅增加40mm，瓦振振幅增加 6mm。瓦振為 47 mm∠118176。瓦振為 41mm∠69176。平衡質(zhì)量塊飛脫的一個案例:某電廠的200MW機組大修后啟機，4號軸承振動大進行動平衡，接長軸聯(lián)軸器加重1600g，用兩個M14的螺釘固定，升速到2600rpm時，3號軸承附近發(fā)出一聲響聲，振動增大，立即停機，發(fā)現(xiàn)平衡塊飛脫。轉(zhuǎn)子的熱彎曲。第二個主要依據(jù)是這種狀況的重復性。工頻振幅為主的狀況應該是穩(wěn)定的，這包括：各次啟機；升降速過程；不同的工況，如負荷、真空、油溫、氫壓、勵磁電流等。即使如此，質(zhì)量不平衡目前仍是現(xiàn)場機組振動的主要故障。第四章 常見的振動故障的診斷 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡：汽輪發(fā)電機組最常見的振動故障，它約占了故障總數(shù)的80％。 每一軸封的進汽溫度都不一樣，在運行規(guī)程所允許的范圍內(nèi)調(diào)整軸封進汽溫度會對機組的振動產(chǎn)生一定的影響。 潤滑油溫軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性如何決定了機組誘發(fā)振動的可能性有多大，當穩(wěn)定性太差時，外界因素的變化很容易引起機組振動的產(chǎn)生。最明顯的例子是在開機過程中，當機組的暖機時間不夠或者升速加負荷過快，則機組各部分的膨脹就不一樣，這樣一方面會產(chǎn)生熱應力，減少機組的壽命；另一方面就會引起過大的膨脹差，從而影響機組的開機過程。、運行方面 機組膨脹前面已經(jīng)講到，機組的滑銷系統(tǒng)對機組振動的影響情況，而機組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的?，F(xiàn)代汽輪機轉(zhuǎn)子大軸大都留有中心孔，在中心孔兩端用堵頭封堵，在檢修期間如果不慎讓異物（包括油、水等）進入中心孔，在轉(zhuǎn)子裝復回原后開機，機組肯定會出現(xiàn)振動異常的現(xiàn)象。因此合理調(diào)整隔板汽封、端部汽封以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙是非常重要的。當汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時，汽輪機內(nèi)效率會降低；當汽輪機與軸封之間的間隙過大時可能會引起蒸汽外漏或者空氣內(nèi)漏，從而影響機組的效率和真空；當發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過大時同樣會影響發(fā)電機的效率。由于膨脹受到限制而無法開機的現(xiàn)象在現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)，因此在檢修和安裝期間應該對此引起高度重視。不論是汽輪機還是發(fā)電機，當機組帶負荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹，但是不能讓其自由膨脹，滑銷系統(tǒng)就是用于引導機組膨脹的。當聯(lián)軸器法蘭外圓與軸頸不同心、聯(lián)軸器法蘭止口或螺栓孔節(jié)園不同心、端面瓢偏、連接螺栓緊力明顯不對稱時，不論圓周和端面中心數(shù)據(jù)調(diào)整的如何正確，當把連接螺栓擰緊后，都會使軸系不同心和不平直。現(xiàn)重點介紹其它的兩個方面：如果轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度偏差過大，則可能會引起汽流激振、電磁激振和動靜碰磨。嚴格來講，機組中心應包括轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標高、軸系連接的同心度和平直度。軸承的連接情況主要對軸承剛度產(chǎn)生影響，若軸承剛度不夠，在同樣大小的激振力下引起的振動較大，所以必須將軸承各連接螺栓擰緊?！　≥S承自身特性對機組振動的也會產(chǎn)生影響，主要包括軸瓦的緊力、頂隙和連接剛度等幾個方面。因此在汽輪發(fā)電