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汽轮机安装中几种振动原因预防措施

主题:汽轮机转子动平衡标准 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-01-20

简介:适合不知如何写转子汽轮机方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于转子汽轮机论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。

转子汽轮机论文范文

汽轮机转子动平衡标准论文

目录

  1. 一、汽轮机工作原理
  2. 二、汽轮机安装中引起振动的原因分析与预防措施
  3. 汽轮机转子动平衡标准:1000MW汽轮机转子热应力监控系统中温差的计算方法研究_标清
  4. 三、常见的振动故障的诊断
  5. 四、结束语

(内蒙古神华胜利发电厂 026000)

中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2014)04-0624-02

摘 要:汽轮机安装是安装行业中精度要求较高、难度较大、工艺复杂的安装工程.本文对汽轮机安装中几种比较常见的震动原因进行了分析,并有针对性的提出了相应的措施.

关键词:汽轮机安装 振动 防振措施

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械.又称蒸汽透平.主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等.还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要.

在汽轮机安装过程中,振动往往是最难分析、最难消除的问题.如果汽轮机振动超标,有可能导致机组无法正常启动.当机组长期在振动超标的状态下运行时,会导致机组寿命缩短,不能达到满负荷,甚至突然停机等严重后果.本文主要对汽轮机安装过程中能引起机组振动的关键工序进行分析并提出相应的预防措施.

一、汽轮机工作原理

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械,来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后,依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶,将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能.蒸汽在汽轮机中,以不同方式进行能量转换,便构成了不同工作原理的汽轮机.

二、汽轮机安装中引起振动的原因分析与预防措施

汽轮机在安装过程中很多因素都有可能导致其震动超出规定的标准,其中有一部分原因是由于汽轮机生产过程当中自身工艺方面存在的问题,还有可能是在机器运输的途中没有采取相应的保护措施,导致转子受到碰撞而发生变形等.但是在众多引起汽轮机震动的原因当中,主要还是出现在进行安装的过程当中,没有做好相应的安装工作.汽轮机的安装是一个十分复杂的工程,分为多个安装步骤,任何一个安装步骤出现问题,都有可能导致汽轮机震动,具体主要表现在以下几个方面:

1.基础的合格是安装汽轮机的首要前提

基础对于汽轮机的安装乃至日后的使用都有十分重要的影响.在进行施工之前要按照相关的设计图纸来进行基础的施工工作.要确保基础能够达到规定的强度要求,防止出现不规则沉降,防止机组安装完之后,由于自重而导致沉降.在安装的过程当中,如果基础出现了不均匀沉降,那么就会使台板地下出现空缺,从而导致汽轮机运行过程中产生震动,这种原因导致的震动往往随着汽轮机载荷的变化而不断的变化.

2.轴承座的安装质量及轴承中心标高的控制

在进行轴承座的安装过程当中要始终按照图纸中的相关的要求进行施工,不能够随意进行变更.为了确保安装的精度,应该进行反复的测量,采用平均值.为了确保运行过程当中轴承的承力中心和几何中心发生偏离而导致震动,因此在进行轴承座的安装过程当中要做好相应的测量工作,确保轴承的承力中心和几何中心能够重合.根据设计图纸的要求,严格控制机组支持轴承的高度,从而确保符合能够分配均匀.一旦出现分配不均匀的情况,就有可能导致机组的震动.

3.低压缸排汽口与凝汽器颈部的自由连接

在进行汽轮机汽缸安装作业的时候,由于汽轮机的低压缸通常都具有相对较大的体积,而且需要连接在冷凝器上.这就使得低压缸在安装的过程当中不能受到外力因素的干扰,否则导致低压缸发生变形而发生摩擦,而产生震动.针对这种情况,应该在使用百分表对低压缸的支撑点进行测量,从而避免外力因素造成的汽缸变形的发生,最终防止机组震动.

4.汽缸及缸内部件中心找正

为了确保机组运行的稳定性,应该根据相应的设计图纸来对汽缸内部以及外缸进行找正,确保转子于隔板的中心能够重合.一旦不能够使汽缸的内部和外部的中心保持重合那么由于空间分布不均匀,导致空间内部的蒸汽在泄露的时候不均匀,导致震动.安装过程当中机组处于冷却的状态,而机组一旦运行,随着温度的升高,势必会产生膨胀,从而使汽缸的中心出现变动.因此在安装的过程当中要做好相应的调整工作,从而尽可能的减少转子和汽缸之间的偏离.

5.轴承的安装

大多数汽轮机转子轴承采用可倾瓦式,具有良好的稳定性,可避免油膜振荡.可倾瓦自由摆动,增加支撑柔性,吸收转轴振动能量,具有良好的减振性能.在安装过程中,注意保证支撑轴承的轴承盖与轴瓦之间紧力符合图纸要求.如果紧力过大可能使轴承盖变形,特别是球面轴承将无法自由调位;紧力过小将出现振动.此外,轴承的连接紧力对轴承刚度也会产生影响,如果轴承刚度不足,在同样的激振力下能引起较大的振动,因此必须将轴承各连接螺栓拧紧.在现场施工过程中,往往出现因连接螺栓紧力不足而引起振动的现象.

支持轴承轴瓦的垫块,承受着因转子本身的质量及转子转动时由于不平衡而引起的离心力,垫块确定转子位置,施工时要保证垫块均匀承重,每块垫块的接触痕迹应占垫块总面积的70%以上,且接触点均匀分布以避免因接触面不符合要求而引起较大振动.

推力轴承是转子相对于气缸的膨胀死点,安装时要保证转子轴向窜动量与图纸技术要求相符,如果窜动量过小,则不能保证推力瓦块形成正常的油膜厚度,运行中油温必然升高或出现摩擦;相反,窜动量过大,汽轮机负荷突然改变时,则会使推力瓦块收到较大冲击.

6.滑销系统间隙调整

汽轮机在正常条件下运行时,缸体受到高温高压的作用,热膨胀较大,同时,由于高中、低压缸分段布置,温差也较大.为保证汽机在热态能自由膨胀、在冷态能自由收缩,缸体中心与转子中心不产生偏移,汽机缸体上设计了很多滑销,以引导整个机组按预定方向自由膨胀或收缩,保证汽轮机动、静部分中心位置及各处间隙在膨胀过程中均能满足要求,以达到稳定.因此,在安装过程中,必须保证销与销槽间隙在设计范围内,滑动面的光滑平整.

7.活动部件和断叶片

在安装期间应特别注意,保证没有其它活动部件留存在汽缸内部,如果有活动部件进入汽轮机,运行时活动部件可在气流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片,引起机组振动.如果活动部件留存在发电机内,则可能引起发电机内部短路,造成严重事故.

当汽轮机叶片断裂时,转子的质量分布明显不对称,机组的振动会发生明显的变化,既包括振幅大小的变化也包括振动相位的变化.在现场检修转子时对各级叶片逐一进行外观检查,确定无裂纹及铆钉松动现象.

8.发电机的缺陷

电流通过发电机转子时会产生热量,导致发电机转子热膨胀,当发电机转子存在一定量的质量不平衡时,膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变,引起机组的振动变化;当发电机自身存在膨胀不匀时,即使冷态情况下质量平衡较好,也会由于膨胀的不均匀性而产生动态的质量不平衡,质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也将随之消失.另一方面,如果发电机转子内部本身存在短路情况,当电流通过发电机转子时会产生局部放热过大的现象,此处的转子由于受到较多的热量积蓄而使膨胀加大,这就与其他部位膨胀产生差别,又会形成动态的质量不平衡.发电机转子与定子间的气息不均匀,会使发电机电磁性能不良引起机组振动.这种振动特征表现为通励磁电流以后才出现振动,随着励磁电流的增大,振动明显增大.因此在安装过程中要定期对发电机转子、定子进行绝缘测试;并且根据转子调整发电机空气间隙,使得气息均匀,增强了机组的安全运行性能.

汽轮机转子动平衡标准:1000MW汽轮机转子热应力监控系统中温差的计算方法研究_标清

三、常见的振动故障的诊断

1.转子质量不平衡

转子质量不平衡:汽轮发电机组最常见的振动故障,它约占了故障总数的80%.随着制造厂加工、装配精度以及电厂检修质量的不断提高,这类故障的发生率正在逐渐减少.即使如此,质量不平衡目前仍是现场机组振动的主要故障.质量不平衡的一般特征:最关键的特征是:稳定的工频振动在整个信号中占主要成分.工频振幅为主的状况应该是稳定的,这包括:各次启机;升降速过程;不同的工况,如负荷、真空、油温、氢压、励磁电流等.工频振动的相位同时也是稳定的.第二个主要依据是这种状况的重复性.汽轮发电机组转子的质量不平衡产生的原因有三个:原始不平衡;转动过程中的部件飞脱、松动,转子的热弯曲.其中原始不平衡是主要原因.平衡质量块飞脱的一个案例:某电厂的200MW机组大修后启机,3、4号轴承振动大进行动平衡,接长轴联轴器加重1600g,用两个M14的螺钉固定,升速到2600rpm时,3号轴承附近发出一声响声,振动增大,立即停机,发现平衡块飞脱.2600rpm平衡块飞前,3号轴振为179mm∠14°,瓦振为41mm∠69°,飞后3号轴振为220mm∠60°,瓦振为47mm∠118°,平衡块飞脱使得轴振和瓦振相位变化约60°,轴振振幅增加40mm,瓦振振幅增加6mm.

2.转子的弯曲

转子热弯曲引起的质量不平衡的主要特征是工频振动随时间的变化.随机组参数的提高和高参数下运行时间的延续,工频振幅逐渐增大,相位也随之缓慢变化,一定时间后这种变化趋缓,最终基本不变.存在热弯曲的转子降速过程的振幅,尤其是过临界转速时的振幅,要比转子温度低启机升速时的振幅大.两种情况下的波特图可以用来判断是否存在热弯曲.为此有时需要安排专门的试验,机组不采用滑参数停机的方式,较快地减负荷,以观察转子温度高的情况下降速过程的幅频特性,和冷态启机时进行比对.一旦转子温度降低,转子的弯曲会很快恢复.因此,测试必须在转子弯曲没有完全恢复前进行.转子热弯曲产生的原因:新机转子的热弯曲一般来自材质热应力.这种热弯曲状态是固有的.有时运行原因也会导致热弯曲.如:汽缸进水、进冷空气、动静碰摩等.只要没有使转子发生永久塑性变形,这类热弯曲都是可以恢复的,引起热弯曲的根源消除后,工频振动大的现象也会随之自行消失.

四、结束语

发电厂汽轮机的安装涉及到多个工序,安装过程是一项复杂的系统化工程.在安装过程当中,任何一个环节出现问题都有可能造成机组的震动.因此在安装过程当中一定要严格的按照图纸来进行安装,不能够随意的进行更改.同时还要做好安装过程中的工艺质量管理工作,从而确保每个环节都不会出现问题.相关的安装人员要不断的提升自身的素质,增强自身的安装水平,确保汽轮机能够正常的运作.

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