【正文】 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。 ? 工頻振動(dòng)的相位同時(shí)也是穩(wěn)定的。 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的分類特征 ?汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡產(chǎn)生的原因有三個(gè)： – 原始不平衡； – 轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的部件飛脫、松動(dòng) 。 原始不平衡是主要原因。它們通常是在加工制造過程中產(chǎn)生的，或是在檢修時(shí)更換轉(zhuǎn)動(dòng)部件造成的。 – 具體所測的數(shù)據(jù)中，在同一轉(zhuǎn)速，工況相差不大時(shí)，振幅波動(dòng)約 20％，相位在 10176。 范圍內(nèi)變化的工頻振動(dòng)均可以視為是穩(wěn)定的。 轉(zhuǎn)動(dòng)部件飛脫和松動(dòng) ? 汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)部件飛脫可能有葉片、圍帶、拉金以及平衡質(zhì)量塊； – 飛脫時(shí)產(chǎn)生的工頻振動(dòng)是突發(fā)性的，在數(shù)秒鐘內(nèi)以某一瓦振或軸振為主，振幅迅速增大到一個(gè)固定值，相位也同時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)固定的變化。這種故障一般發(fā)生在機(jī)組帶有某一負(fù)荷的情況。 – 部件松動(dòng)所造成的工頻振動(dòng)大的情況可以發(fā)生在升速、定速或帶負(fù)荷過程。 平衡質(zhì)量塊飛脫的一個(gè)案例 ? 某電廠的 200MW機(jī)組大修后啟機(jī)， 4號(hào)軸承振動(dòng)大進(jìn)行動(dòng)平衡，接長軸聯(lián)軸器加重 1600g，用兩個(gè) M14的螺釘固定，升速到 2600rpm時(shí)， 3號(hào)軸承附近發(fā)出一聲響聲，振動(dòng)增大，立即停機(jī)，發(fā)現(xiàn)平衡塊飛脫。 ，瓦振為 41mm∠ 69176。 ，瓦振為 47 mm∠ 118176。 ，軸振振幅增加40mm，瓦振振幅增加 6mm。 – 在接長軸試加重： Pt = 781g∠ 135176。 – 計(jì)算影響系數(shù) a = (A1A0)/Pt = (140 mm∠ 269176。 )/ 781g∠ 135176。 – 計(jì)算最終加重量： P = ∠ 340176。 轉(zhuǎn) 子 的 彎 曲 轉(zhuǎn)子熱彎曲 ? 轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的質(zhì)量不平衡的主要特征是工頻振動(dòng)隨時(shí)間的變化。 ? 存在熱彎曲的轉(zhuǎn)子降速過程的振幅，尤其是過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的振幅，要比轉(zhuǎn)子溫度低啟機(jī)升速時(shí)的振幅大。為此有時(shí)需要安排專門的試驗(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程的幅頻特性，和冷態(tài)啟機(jī)時(shí)進(jìn)行比對(duì)。因此，測試必須在轉(zhuǎn)子彎曲沒有完全恢復(fù)前進(jìn)行。這種熱彎曲狀態(tài)是固有的、可重復(fù)的，因而可以用平衡的方法處理。如：汽缸進(jìn)水、進(jìn)冷空氣、動(dòng)靜碰摩等。 ? 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也常會(huì)因?yàn)橥L(fēng)道堵塞引起轉(zhuǎn)子一測溫度高于對(duì)面一側(cè)，轉(zhuǎn)子發(fā)生類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)該在過一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的工頻振動(dòng)增大。 ? 停機(jī)后，汽缸、轉(zhuǎn)子金屬溫度較高，汽缸內(nèi)任何意外原因進(jìn)冷水，也會(huì)造成主軸彎曲 – 進(jìn)水后，汽缸產(chǎn)生拱背變形，盤車被迫停止 – 靜止的高溫轉(zhuǎn)子下半部被水浸泡，當(dāng)上下溫差達(dá)到 150~200℃ 時(shí)，就會(huì)造成主軸永久性彎曲。 ? 另外，套裝轉(zhuǎn)子在裝配時(shí)，由于偏斜，蹩勁也會(huì)造成主軸彎曲 防止主軸彎曲的措施： ? 汽輪機(jī)安裝時(shí)，必須考慮熱狀態(tài)變化，合理調(diào)整動(dòng)靜間隙，以保證在正常運(yùn)行工況下不會(huì)發(fā)生動(dòng)靜摩擦。 ? 主蒸汽、再熱蒸汽及抽汽管道必須有完善的疏水系統(tǒng)。 ? 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。 ? 起動(dòng)前必須認(rèn)真檢查主軸的晃度、上下缸溫差及沖轉(zhuǎn)參數(shù)，在沖轉(zhuǎn)條件不具備情況下，嚴(yán)禁起動(dòng)。隨著現(xiàn)代機(jī)組動(dòng)靜間隙變小，碰摩的可能性隨之增加。 ? 對(duì)碰摩的 故障特征 ，進(jìn)行了許多研究，但是，這些研究結(jié)果和實(shí)際情況還有距離，因?yàn)橄嗤奶卣鲗?duì)應(yīng)著許多其它的故障。 – 每年全國都會(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)，但在處理過程中卻往往要走彎路。最終開缸檢查，方發(fā)現(xiàn)汽封或通流部分已嚴(yán)重摩擦。 ?不管何種起因，大振動(dòng)下的轉(zhuǎn)軸振幅一旦大到動(dòng)靜間隙值，都可能與靜止部位發(fā)生碰摩。 – 由于不對(duì)中等原因使軸頸處于極端的位置，整個(gè)轉(zhuǎn)子偏斜。 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。 – 動(dòng)靜間隙是受多種因素影響的。全國大約有近 30臺(tái)機(jī)組發(fā)生過這樣的故障。 碰摩的后果： ?輕的： – 汽封磨損 → 汽封漏汽量增大 → 降低汽輪機(jī)效率 ?重的： – 葉片斷裂、主軸彎曲，甚至汽輪機(jī)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(jī)的徑向碰摩通常發(fā)生在密封瓦處 碰摩發(fā)生的機(jī)理 碰摩的種類 ? 全周碰摩 – 轉(zhuǎn)子在它轉(zhuǎn)動(dòng)的一周中始終與靜子保持接觸。 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。 ? 部分碰摩在靜子上只有部分弧段接觸。 ? 摩擦 ? 轉(zhuǎn)子剛度的改變 ? 碰摩的響應(yīng) – 碰摩轉(zhuǎn)子的響應(yīng)中應(yīng)該含有次同步、同步和超同步等諧波成分。不同的情況次同步和超同步會(huì)呈現(xiàn)不同的量值。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)。 – 撞擊時(shí)具有高的法向力和切向力。 – 接觸表面的力、轉(zhuǎn)子的反彈運(yùn)動(dòng)以及材料的局部變形都有高度的非線性特性。摩擦力是作用在接觸點(diǎn)的切向力，轉(zhuǎn)軸上的摩擦力與旋轉(zhuǎn)方向相反。 ? 碰摩過程中的摩擦和碰撞一樣，同樣具有非線性特性。 ? 碰摩的高度非線性使其經(jīng)常帶有混沌特性。 ? 摩擦的另一個(gè)重要效應(yīng)是對(duì)轉(zhuǎn)子的局部加熱。 碰摩的信號(hào)特征 ? 碰摩具有多種征兆，易變的信號(hào)特征與外界條件有密切的關(guān)系，在某一時(shí)刻出現(xiàn)的征兆，在其它時(shí)刻可能不再復(fù)現(xiàn)，這使得碰摩故障的表現(xiàn)帶有一些不確定性。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。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。轉(zhuǎn)軸信號(hào)可以提供豐富的碰摩信息。 ? 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。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)。 ? 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。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。 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。 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)。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。 – 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。 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。 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。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。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。 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。 – 修復(fù)三號(hào)瓦、前端加