大型汽轮机运行特性31.ppt

大型汽轮机运行特性 主讲：傅忠广 fuzg@public.bta.net.cn fzg@ncepubj.edu.cn 本课程的主要内容 汽轮机的调峰运行与汽轮机热应力和寿命管理 汽轮机启停和正常运行中的几个关键问题 汽轮机几种典型运行事故 与运行特性相关的汽轮机几个典型系统及运行管理 汽轮机采用的提高经济性的先进技术 汽轮机组状态的监测和故障诊断 第三章 汽轮机几种典型运行事故 汽轮机常见故障 机组振动 油系统着火 水冲击 超速 机组振动故障 机组振动故障的现场处理要求 近几十年国内有关单位对机组振动故障处理的历史和经验教训说明，对振动故障的定性一般并不困难，但在确定故障的具体原因时，由于对造成故障的机理分析有分歧，使得误判时有发生。因此，机组振动故障的诊断除需要现场经验外，还应该掌握一定的基础理论和科学的分析能力，这样才能快捷地找出故障的确切原因，提出正确的根治措施，而不致盲目地一概采用现场高速动平衡的方法，使得表面上振动有所减小，实际上没有根治，机组经过一段时间的运行或检修后，振动重复出现。 汽轮发电机组振动故障特征汇总表 汽轮发电机组振动故障特征汇总表(续) 常见振动故障的诊断 下面介绍机组常见振动故障特征、判断方法。 质量不平衡 转子的弯曲 动静碰摩 油膜失稳和汽流激振 结构共振 结构刚度不足 联轴器不对中 裂纹转子 转子中心孔进油 转子截面刚度不对称 质量不平衡 转子质量不平衡是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。 处理手段：低速动平衡，高速动平衡。 转子不平衡（Rotor Imbalance） 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。 转子质量不平衡的分类特征 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。 原始不平衡是主要原因。 原始不平衡 原始质量不平衡指的是转子开始转动之前在转子上已经存在的不平衡。它们通常是在加工制造过程中产生的，或是在检修时更换转动部件造成的。 这种不平衡的特点： 除振幅和相位的常规特征外，它的最显著特征是“稳定”，这个稳定是指在一定的转速下振动特征稳定，振幅和相位受机组参数影响不大，与升速时或带负荷的时间延续没有直接的关联，也不受启动方式的影响。 具体所测的数据中，在同一转速，工况相差不大时，振幅波动约20％，相位在10°~20°范围内变化的工频振动均可以视为是稳定的。 对于新机组，原始不平衡在第一次升速就会显现出来，在对转子进行任何处理之前的升降速振动数据中，特征重复性很好。 转动部件飞脱和松动 汽轮发电机组振动发生转动部件飞脱可能有叶片、围带、拉金以及平衡质量块； 飞脱时产生的工频振动是突发性的，在数秒钟内以某一瓦振或轴振为主，振幅迅速增大到一个固定值，相位也同时会出现一个固定的变化。相邻轴承振动也会增大，但变化的量值不及前者大。这种故障一般发生在机组带有某一负荷的情况。 发生松动的部件可能有护环、转子线圈、槽楔、联轴器等。 部件松动所造成的工频振动大的情况可以发生在升速、定速或带负荷过程。有的情况下大振动会变小，出现波动现象。 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 47 mm∠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。 现场动平衡加重实例——影响系数法 某200MW机组大修后启动，3000 rpm时3瓦垂直方向振动约100mm，决定进行动平衡 平衡计算过程如下： 原始振动：A0 = 97 mm∠277° 在接长轴试加重：Pt = 781g∠135° 再次启机3000rpm，测：A1 = 140 mm∠269° 计算影响系数 a = (A1-A0)/Pt = (140 mm∠269°- 97 mm∠277°)/ 781g∠135° = 0.0589(mm/g) ∠116.9° 计算最终加重量： P = 1646.9g∠340° 加重后的结果： A = 17 mm∠121