汽輪機動靜碰磨現(xiàn)象及診斷課件

1、汽輪機動靜碰磨現(xiàn)象及診斷汽輪機動靜碰磨現(xiàn)象及診斷汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)動部件與靜止部件的碰摩是運行中常見故障。隨著現(xiàn)代機組動靜間隙變小，碰摩的可能性隨之增加。碰摩使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生非常復(fù)雜的振動，是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)的一個重要原因，輕者使得機組出現(xiàn)強烈振動，嚴重的可以造成轉(zhuǎn)軸永久性彎曲，甚至整個軸系毀壞。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(yīng)著許多其它的故障。碰摩的診斷是目前具有一定難度的主要振動故障。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。需要進行多次開機，平衡加重或支撐加固，為此延誤數(shù)周已是常事。最終開缸檢查，方發(fā)現(xiàn)

2、汽封或通流部分已嚴重摩擦。汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)動部件與靜止部件的碰摩是運行中常見故障。隨著現(xiàn)一、機組碰摩原因機組動靜碰摩通常有下列起因：結(jié)構(gòu)原因低壓缸剛度底，充水、抽真空和受熱后變形超標；汽封段較長或汽封接近跨中轉(zhuǎn)子跨中撓度比較大的部位；鋼汽封或彈簧汽封，這種結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生碰磨，較難脫離接觸；隔板剛度不足，發(fā)生變形；機組靈敏度高，輕微動靜接觸就有反應(yīng)；檢修原因動靜間隙調(diào)整不當；對中不良；滑銷系統(tǒng)的卡澀引起氣缸變形、跑偏一、機組碰摩原因機組動靜碰摩通常有下列起因：運行原因氣缸跑偏或基礎(chǔ)不均勻沉降；蒸汽溫度變化過于劇烈；汽缸進水或保溫不良；排汽缸的快速加熱和冷卻；（低負荷，小流量，排汽缸被快速加熱，噴水裝

3、置沒有及時投入）；汽封損壞；暖機不充分；振動劇烈；運行原因二、碰摩的后果輕的：汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效率重的：葉片斷裂、主軸彎曲，甚至汽輪機完全損壞二、碰摩的后果輕的：三、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)電機的徑向碰摩通常發(fā)生在密封瓦處三、碰摩通常發(fā)生的部位隔板汽封主要碰摩點在哪些位置？主要碰摩點在哪些位置？主要碰摩點在哪些位置？排汽缸的快速加熱和冷卻；不同的情況次同步和超同步會呈現(xiàn)不同的量值。摩擦的另一個重要效應(yīng)是對轉(zhuǎn)子的局部加熱。某發(fā)電廠（B）國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件有密切的關(guān)系，在某

4、一時刻出現(xiàn)的征兆，在其它時刻可能不再復(fù)現(xiàn)，這使得碰摩故障的表現(xiàn)帶有一些不確定性。蒸汽溫度變化過于劇烈；碰摩的現(xiàn)場診斷是一項難度比較大的技術(shù)。按轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)與靜止部件的接觸情況分:十一、一臺機組碰摩實例發(fā)電機的徑向碰摩通常發(fā)生在密封瓦處單純用瓦振信號進行判斷，只能看到頻譜。鋼汽封或彈簧汽封，這種結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生碰磨，較難脫離接觸；機組升降速的波特圖、極坐標圖和級聯(lián)圖、全頻譜級聯(lián)圖。39) fr 、(0.啟動過程的碰磨，機組停機下來暖機，連續(xù)盤車后再升速，或者將機組轉(zhuǎn)速降到不發(fā)生碰磨的轉(zhuǎn)速暖機；碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件有密切的關(guān)系，在某一時刻出現(xiàn)的征兆，在其它時刻可能不再復(fù)現(xiàn)，這

5、使得碰摩故障的表現(xiàn)帶有一些不確定性。葉片斷裂、主軸彎曲，甚至汽輪機完全損壞汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效率碰摩點主要碰摩點在哪些位置？碰摩點碰摩點圍帶碰摩碰摩點圍帶碰摩軸封碰摩軸封碰摩碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件有密切的關(guān)系，在某一時刻出現(xiàn)的征兆，在其它時刻可能不再復(fù)現(xiàn)，這使得碰摩故障的表現(xiàn)帶有一些不確定性。（3）若發(fā)生的是多點局部碰摩故障，則軸心運動軌跡呈花瓣形。所謂振動的爬升或下降特征，是指振動的幅值（包括通頻幅值和振幅有效值）隨時間以較慢的速度爬升或下降，這種變化從表面上具有明顯的宏觀趨勢。3、軸心運動軌跡特征機組動靜碰摩通常有下列起因：如果認定了碰摩，常需要開缸處理，

6、工作量較大，這就要求診斷的高準確性。某發(fā)電廠（A）一臺國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況某200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。轉(zhuǎn)子在它轉(zhuǎn)動的一周中始終與靜子保持接觸。所謂振動旋轉(zhuǎn)特征，是指振動的幅值（主要是指工頻成分的振幅）和相位（主要是指工頻成分的相位）隨時間以較慢的速度往復(fù)變化，這種變化從表面上具有明顯的周期性的特征，只是這種變化周期不固定。（a）低壓轉(zhuǎn)子前軸承處軸心軌跡 (b)低壓轉(zhuǎn)子后軸承處軸心軌跡排汽缸的快速加熱和冷卻；大約經(jīng)過7min，3號軸承振幅已上升到75 m，隨后緊急打閘停機。 在突出的頻率成分中，有工頻（1X)、2X 、3X 、4X成分，也有5X

7、的高頻成分。按摩擦的部位可分為徑向碰摩、軸向碰摩和組合碰摩:鋼汽封或彈簧汽封，這種結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生碰磨，較難脫離接觸；葉片斷裂、主軸彎曲，甚至汽輪機完全損壞啟動按常規(guī)進行到3000 rpm定速，保持2小時準備做超速試驗，這時運行人員先試驗同步器，將轉(zhuǎn)速降到2350 rpm又很快回升到3000 rpm，這時3號軸承振動從20m開始急劇增大，主要是工頻成分，2、4號軸承振動也同時上升，并發(fā)現(xiàn)3號軸承處涌出大量煙霧。十一、一臺機組碰摩實例39) fr 、(0.機組升降速的波特圖、極坐標圖和級聯(lián)圖、全頻譜級聯(lián)圖。99) fr 的低頻成分。發(fā)電機雙流油密封結(jié)構(gòu)示意圖1發(fā)電機軸瓦；2發(fā)電機密封瓦；3密封瓦推力

8、油；4密封瓦空側(cè)進油；5密封瓦氫側(cè)進油；6密封座；7空側(cè)及軸承回油；8密封瓦空側(cè)油腔；9密封瓦氫側(cè)油腔；10氫側(cè)密封油回油碰摩點碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件有密切的關(guān)系，在某四、碰摩發(fā)生的機理四、碰摩發(fā)生的機理五、碰摩的種類全周碰摩轉(zhuǎn)子在它轉(zhuǎn)動的一周中始終與靜子保持接觸。發(fā)生全周碰摩的靜子在360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。部分碰摩轉(zhuǎn)子在它轉(zhuǎn)動的一周中只有部分弧段接觸。部分碰摩在靜子上只有部分弧段接觸。按轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)與靜止部件的接觸情況分: 五、碰摩的種類全周碰摩按轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)與靜止部件的接觸情況按摩擦的部位可分為徑向碰摩、軸向碰摩和組合碰

9、摩: 軸向碰摩徑向碰摩組合碰摩轉(zhuǎn)子靜子 動靜碰摩的幾種類型按照摩擦的程度分為早期、中期和晚期碰摩。按摩擦的部位可分為徑向碰摩、軸向碰摩和組合碰摩: 軸向碰摩徑六、碰摩的三種物理現(xiàn)象碰撞由于碰撞，使轉(zhuǎn)子在不平衡引起的強迫同步響應(yīng)的基礎(chǔ)上疊加一個自由振動響應(yīng)，這個自由振動的頻率是轉(zhuǎn)子的固有頻率，是整個振動響應(yīng)的主要成分。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。實際碰摩的響應(yīng)受到碰摩發(fā)生的軸向位置、沖擊的銳度、結(jié)構(gòu)對不同頻率振動的傳遞特性等因素的影響，使得各頻譜成分在實際信號中復(fù)雜化。不同的情況次同步和超同步會呈現(xiàn)不同的量值。六、碰摩的三種物理現(xiàn)象碰撞七、

10、碰摩轉(zhuǎn)子的動力特性碰摩發(fā)生時作用在轉(zhuǎn)軸上有兩種力：沖擊力，即碰撞力。該力引起碰摩點局部壓縮變形，并引起轉(zhuǎn)軸的反彈運動。碰摩時的沖擊效應(yīng)有下列特點：由于沖擊作用時間很短，相當于一個脈沖函數(shù)，因此，產(chǎn)生寬頻帶響應(yīng)由于轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，碰摩是重復(fù)過程，因而產(chǎn)生的是周期性的振動。撞擊時具有高的法向力和切向力。接觸材料之間存在著能量的吸收和轉(zhuǎn)移。接觸表面的力、轉(zhuǎn)子的反彈運動以及材料的局部變形都有高度的非線性特性。七、碰摩轉(zhuǎn)子的動力特性碰摩發(fā)生時作用在轉(zhuǎn)軸上有兩種力：摩擦力。摩擦力是作用在接觸點的切向力，轉(zhuǎn)軸上的摩擦力與旋轉(zhuǎn)方向相反。摩擦力的大小取決于接觸點的法向力及摩擦表面的性質(zhì)。碰摩過程中的摩擦和碰撞一樣，

11、同樣具有非線性特性。因此，這個過程的振動信號含有豐富的諧波分量。碰摩的高度非線性使其經(jīng)常帶有混沌特性。嚴重的碰摩可以使材料磨損后變?yōu)檩p度碰摩，甚至能完全脫離碰摩狀態(tài)。摩擦的另一個重要效應(yīng)是對轉(zhuǎn)子的局部加熱。局部加熱的后果是轉(zhuǎn)子彎曲，工頻振動增大。從大量的實際碰磨機組表現(xiàn)看，大部分碰磨都沒有發(fā)展到后期，振動上均已基頻的變化為主，其他頻譜分量的變化很小。摩擦力。摩擦力是作用在接觸點的切向力，轉(zhuǎn)軸上的摩擦力與旋轉(zhuǎn)方 碰摩產(chǎn)生的沖擊 碰摩產(chǎn)生的摩擦力轉(zhuǎn)子o o FtFn靜子碰摩點軸心軌跡靜子 碰摩產(chǎn)生的沖擊 碰摩產(chǎn)生的摩擦力轉(zhuǎn)八、碰摩的信號特征碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件有密切的關(guān)系，在

12、某一時刻出現(xiàn)的征兆，在其它時刻可能不再復(fù)現(xiàn)，這使得碰摩故障的表現(xiàn)帶有一些不確定性。八、碰摩的信號特征碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件九、碰摩的振動診斷碰摩的現(xiàn)場診斷是一項難度比較大的技術(shù)。如果認定了碰摩，常需要開缸處理，工作量較大，這就要求診斷的高準確性?，F(xiàn)有的診斷方法主要還是根據(jù)振幅、頻譜和軸心軌跡進行判斷。另外還可以觀察軸頸靜態(tài)位置，碰撞點力的作用可使軸頸中心發(fā)生較大的變化。單純用瓦振信號進行判斷，只能看到頻譜。轉(zhuǎn)軸信號可以提供豐富的碰摩信息。機組升降速的波特圖、極坐標圖和級聯(lián)圖、全頻譜級聯(lián)圖。現(xiàn)場運行人員在啟機過程常采取“聽診”的方法，對碰摩的確定有時也是有用的。但要注意，由于

13、高中壓缸都是雙層缸，有的機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)。九、碰摩的振動診斷碰摩的現(xiàn)場診斷是一項難度比較大的技術(shù)。如果1、振動信號的時域波形特征 當發(fā)生碰摩故障時，由于在碰摩處限制了轉(zhuǎn)子的位移，因此振動波形的“頂峰”消失，變得更“平坦”。但是，在實際機組的早期碰摩階段，這種削波現(xiàn)象并不是很明顯，往往要在進入中期摩擦階段才出現(xiàn)明顯的削波現(xiàn)象。摩擦故障越嚴重，削波越明現(xiàn)，有時甚至出現(xiàn)“波峰”與“波谷”同時被削去的現(xiàn)象，這時，摩擦已經(jīng)比較嚴重了。ytyt削波（a）正常振動的時域波形 (b

14、) 碰摩振動的時域波形 碰摩振動與正常振動的信號時域波形1、振動信號的時域波形特征ytyt削波（a）正常振動的時域波十一、一臺機組碰摩實例汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效率如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；當發(fā)生碰摩故障時，由于在碰摩處限制了轉(zhuǎn)子的位移，因此振動波形的“頂峰”消失，變得更“平坦”。某200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。葉片斷裂、主軸彎曲，甚至汽輪機完全損壞所謂轉(zhuǎn)子振動信號的時變特征，就是指振幅及相位與時間的關(guān)系。汽封段較長或汽封接近跨中轉(zhuǎn)子跨中撓度比較大的部位；按摩擦的部位可分為徑向碰摩、軸向碰摩和組合碰摩:2、振動信號的頻譜特征所謂振動

15、的跳動特征，是指振動的幅值（包括通頻幅值和頻率成分的幅值）和相位發(fā)生快速變化，這種變化從表面上看似乎沒有什么規(guī)律。十一、一臺機組碰摩實例排汽缸的快速加熱和冷卻；如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；（低負荷，小流量，排汽缸被快速加熱，噴水裝置沒有及時投入）；碰摩時各振動分量增加的速度很快。啟動過程的碰磨，機組停機下來暖機，連續(xù)盤車后再升速，或者將機組轉(zhuǎn)速降到不發(fā)生碰磨的轉(zhuǎn)速暖機；某200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。主要碰摩點在哪些位置？如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；主要碰摩點在哪些位置？排汽缸的快速加熱和冷卻；某300MW汽輪發(fā)電機

16、密封環(huán)碰摩振動信號時域波形 十一、一臺機組碰摩實例某300MW汽輪發(fā)電機密封環(huán)碰摩振動信2、振動信號的頻譜特征 頻率連續(xù)分布，成分豐富； 在突出的頻率成分中，有工頻（1X)、2X 、3X 、4X成分，也有5X的高頻成分。這里X表示旋轉(zhuǎn)頻率; 還有 (00.39) fr 、(0.40.49) fr 、0.5 fr 和(0.510.99) fr 的低頻成分。 旋轉(zhuǎn)機械碰摩振動具有豐富的頻譜特征。其中，振動信號中出現(xiàn)亞諧波和高次諧波，是轉(zhuǎn)子發(fā)生碰摩的重要特征信號之一。 2、振動信號的頻譜特征頻率連續(xù)分布，成分豐富； 汽輪機動靜碰磨現(xiàn)象及診斷課件3、軸心運動軌跡特征 從理論上講，當發(fā)生動靜碰摩故障時，

17、根據(jù)碰摩情況的不同，軸心運動軌跡有如下特征： （1）若發(fā)生的是整周碰摩故障，則軸心運動軌跡為圓形或橢圓形，且軸心軌跡比較紊亂。 （2）若發(fā)生的是單點局部碰摩故障，則軸心運動軌跡呈內(nèi)“8”字形。 （3）若發(fā)生的是多點局部碰摩故障，則軸心運動軌跡呈花瓣形。(a) 單點局部碰摩時的軸心運動軌跡 (b) 多點局部碰摩時的軸心運動軌跡 發(fā)生碰摩故障時的軸心運動軌跡3、軸心運動軌跡特征 從理論上某300MW汽輪發(fā)電機密封環(huán)碰摩振動時的軸心運動軌跡 （a）低壓轉(zhuǎn)子前軸承處軸心軌跡 (b)低壓轉(zhuǎn)子后軸承處軸心軌跡 某300MW汽輪機低壓轉(zhuǎn)子碰摩時的軸心運動軌跡某300MW汽輪發(fā)電機密封環(huán)碰摩振動時的軸心運動軌

18、跡 （a）4、振動信號的時變特征 所謂轉(zhuǎn)子振動信號的時變特征，就是指振幅及相位與時間的關(guān)系。 (1)振動跳動特征 所謂振動的跳動特征，是指振動的幅值（包括通頻幅值和頻率成分的幅值）和相位發(fā)生快速變化，這種變化從表面上看似乎沒有什么規(guī)律。碰摩振動的跳動主要是碰摩運動的非線性動力學(xué)行為引起的。 (2)振動爬升或下降特征 所謂振動的爬升或下降特征，是指振動的幅值（包括通頻幅值和振幅有效值）隨時間以較慢的速度爬升或下降，這種變化從表面上具有明顯的宏觀趨勢。4、振動信號的時變特征 所汽輪機動靜碰磨現(xiàn)象及診斷課件 (3)振動的旋轉(zhuǎn)特征 所謂振動旋轉(zhuǎn)特征，是指振動的幅值（主要是指工頻成分的振幅）和相位（主要

19、是指工頻成分的相位）隨時間以較慢的速度往復(fù)變化，這種變化從表面上具有明顯的周期性的特征，只是這種變化周期不固定。振動的這種旋轉(zhuǎn)特征，在工程中又稱為工頻旋轉(zhuǎn)振動。 (3)振動的旋轉(zhuǎn)特征 某25MW汽輪機組碰摩故障振動信號時變規(guī)律 某25MW汽輪機組碰摩故障振動信號時變規(guī)律 如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；啟動過程的碰磨，機組停機下來暖機，連續(xù)盤車后再升速，或者將機組轉(zhuǎn)速降到不發(fā)生碰磨的轉(zhuǎn)速暖機；工作轉(zhuǎn)速發(fā)生碰磨，應(yīng)密切監(jiān)視振動水平，明確一個停機值（應(yīng)適當嚴格，應(yīng)為停機過程碰磨還會發(fā)展，特別是在臨界轉(zhuǎn)速附近，摩擦加劇，振動可能發(fā)展到很高的水平）；對采用落地軸承的轉(zhuǎn)子，軸承座

20、剛度大，靈敏度低，這類機組，硬密切監(jiān)視轉(zhuǎn)子的軸振變化；轉(zhuǎn)子做動平衡；十、碰磨的處理十、碰磨的處理十一、一臺機組碰摩實例某200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。碰摩情況：啟動按常規(guī)進行到3000 rpm定速，保持2小時準備做超速試驗，這時運行人員先試驗同步器，將轉(zhuǎn)速降到2350 rpm又很快回升到3000 rpm，這時3號軸承振動從20m開始急劇增大，主要是工頻成分，2、4號軸承振動也同時上升，并發(fā)現(xiàn)3號軸承處涌出大量煙霧。大約經(jīng)過7min，3號軸承振幅已上升到75 m，隨后緊急打閘停機。揭開3號軸承蓋，發(fā)現(xiàn)大軸與3號軸承擋油環(huán)發(fā)生了碰摩。摩出的凹槽深34mm，寬56mm，張角60

21、十一、一臺機組碰摩實例某200MW機組正常運行小修后第一次啟軸承振動情況該案例說明：碰摩時各振動分量增加的速度很快。由于打閘及時，幸未造成嚴重事故。軸承振動情況該案例說明：汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效率2、振動信號的頻譜特征振動的這種旋轉(zhuǎn)特征，在工程中又稱為工頻旋轉(zhuǎn)振動。機組動靜碰摩通常有下列起因：某發(fā)電廠（A）一臺國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況機組升降速的波特圖、極坐標圖和級聯(lián)圖、全頻譜級聯(lián)圖。啟動按常規(guī)進行到3000 rpm定速，保持2小時準備做超速試驗，這時運行人員先試驗同步器，將轉(zhuǎn)速降到2350 rpm又很快回升到3000 rpm，這時3號軸承振動從20m開始急劇

22、增大，主要是工頻成分，2、4號軸承振動也同時上升，并發(fā)現(xiàn)3號軸承處涌出大量煙霧。啟動按常規(guī)進行到3000 rpm定速，保持2小時準備做超速試驗，這時運行人員先試驗同步器，將轉(zhuǎn)速降到2350 rpm又很快回升到3000 rpm，這時3號軸承振動從20m開始急劇增大，主要是工頻成分，2、4號軸承振動也同時上升，并發(fā)現(xiàn)3號軸承處涌出大量煙霧。嚴重的碰摩可以使材料磨損后變?yōu)檩p度碰摩，甚至能完全脫離碰摩狀態(tài)。摩擦力的大小取決于接觸點的法向力及摩擦表面的性質(zhì)。該力引起碰摩點局部壓縮變形，并引起轉(zhuǎn)軸的反彈運動。（低負荷，小流量，排汽缸被快速加熱，噴水裝置沒有及時投入）；碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界

23、條件有密切的關(guān)系，在某一時刻出現(xiàn)的征兆，在其它時刻可能不再復(fù)現(xiàn)，這使得碰摩故障的表現(xiàn)帶有一些不確定性。(3)振動的旋轉(zhuǎn)特征汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效率如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；排汽缸的快速加熱和冷卻；（a）低壓轉(zhuǎn)子前軸承處軸心軌跡 (b)低壓轉(zhuǎn)子后軸承處軸心軌跡葉片斷裂、主軸彎曲，甚至汽輪機完全損壞工作轉(zhuǎn)速發(fā)生碰磨，應(yīng)密切監(jiān)視振動水平，明確一個停機值（應(yīng)適當嚴格，應(yīng)為停機過程碰磨還會發(fā)展，特別是在臨界轉(zhuǎn)速附近，摩擦加劇，振動可能發(fā)展到很高的水平）；轉(zhuǎn)子在它轉(zhuǎn)動的一周中始終與靜子保持接觸。排汽缸的快速加熱和冷卻；軸頸磨損情況汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效

24、率軸頸磨損情況碰摩時軸承振動瀑布圖碰摩時軸承振動瀑布圖碰摩中降速過程和處理后降速過程軸承振動級聯(lián)圖碰摩中降速過程和處理后降速過程軸承振動級聯(lián)圖汽輪機碰摩實例圖片某發(fā)電廠（A）一臺國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況 汽輪機碰摩實例圖片某發(fā)電廠（A）一臺國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)某發(fā)電廠（B）國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況某發(fā)電廠（B）國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況（低負荷，小流量，排汽缸被快速加熱，噴水裝置沒有及時投入）；碰摩振動的跳動主要是碰摩運動的非線性動力學(xué)行為引起的。接觸材料之間存在著能量的吸收和轉(zhuǎn)移。摩擦力的大小取決于接觸點的法向力及摩擦表面的

25、性質(zhì)。如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；隨著現(xiàn)代機組動靜間隙變小，碰摩的可能性隨之增加。嚴重的碰摩可以使材料磨損后變?yōu)檩p度碰摩，甚至能完全脫離碰摩狀態(tài)。39) fr 、(0.大約經(jīng)過7min，3號軸承振幅已上升到75 m，隨后緊急打閘停機。排汽缸的快速加熱和冷卻；十一、一臺機組碰摩實例撞擊時具有高的法向力和切向力。所謂轉(zhuǎn)子振動信號的時變特征，就是指振幅及相位與時間的關(guān)系。由于轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，碰摩是重復(fù)過程，因而產(chǎn)生的是周期性的振動。單純用瓦振信號進行判斷，只能看到頻譜。某發(fā)電廠（A）一臺國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況主要碰摩點在哪些位置？汽封磨損汽封漏汽量增大

26、降低汽輪機效率按轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)與靜止部件的接觸情況分:摩擦故障越嚴重，削波越明現(xiàn)，有時甚至出現(xiàn)“波峰”與“波谷”同時被削去的現(xiàn)象，這時，摩擦已經(jīng)比較嚴重了。由于轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，碰摩是重復(fù)過程，因而產(chǎn)生的是周期性的振動。如果認定了碰摩，常需要開缸處理，工作量較大，這就要求診斷的高準確性。汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)動部件與靜止部件的碰摩是運行中常見故障。發(fā)電機雙流油密封結(jié)構(gòu)示意圖對采用落地軸承的轉(zhuǎn)子，軸承座剛度大，靈敏度低，這類機組，硬密切監(jiān)視轉(zhuǎn)子的軸振變化；碰摩時各振動分量增加的速度很快。接觸材料之間存在著能量的吸收和轉(zhuǎn)移。某發(fā)電廠（A）一臺國產(chǎn)300MW汽輪機的調(diào)節(jié)級動葉進汽邊磨損情況發(fā)電機的徑向碰摩通常發(fā)

27、生在密封瓦處某300MW汽輪機低壓轉(zhuǎn)子碰摩時的軸心運動軌跡某200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。啟動過程的碰磨，機組停機下來暖機，連續(xù)盤車后再升速，或者將機組轉(zhuǎn)速降到不發(fā)生碰磨的轉(zhuǎn)速暖機；碰摩時各振動分量增加的速度很快。2、振動信號的頻譜特征其中，振動信號中出現(xiàn)亞諧波和高次諧波，是轉(zhuǎn)子發(fā)生碰摩的重要特征信號之一。（a）正常振動的時域波形 (b) 碰摩振動的時域波形啟動過程的碰磨，機組停機下來暖機，連續(xù)盤車后再升速，或者將機組轉(zhuǎn)速降到不發(fā)生碰磨的轉(zhuǎn)速暖機；2、振動信號的頻譜特征1、振動信號的時域波形特征4、振動信號的時變特征不同的情況次同步和超同步會呈現(xiàn)不同的量值。如果是振動趨勢

28、是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；摩擦的另一個重要效應(yīng)是對轉(zhuǎn)子的局部加熱。所謂振動旋轉(zhuǎn)特征，是指振動的幅值（主要是指工頻成分的振幅）和相位（主要是指工頻成分的相位）隨時間以較慢的速度往復(fù)變化，這種變化從表面上具有明顯的周期性的特征，只是這種變化周期不固定。由于沖擊作用時間很短，相當于一個脈沖函數(shù)，因此，產(chǎn)生寬頻帶響應(yīng)但是，在實際機組的早期碰摩階段，這種削波現(xiàn)象并不是很明顯，往往要在進入中期摩擦階段才出現(xiàn)明顯的削波現(xiàn)象。（1）若發(fā)生的是整周碰摩故障，則軸心運動軌跡為圓形或橢圓形，且軸心軌跡比較紊亂。汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效率機組動靜碰摩通常有下列起因：隨著現(xiàn)代機組動靜間隙變小，

29、碰摩的可能性隨之增加。摩擦的另一個重要效應(yīng)是對轉(zhuǎn)子的局部加熱。十一、一臺機組碰摩實例某200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。（2）若發(fā)生的是單點局部碰摩故障，則軸心運動軌跡呈內(nèi)“8”字形。發(fā)電機雙流油密封結(jié)構(gòu)示意圖如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；（低負荷，小流量，排汽缸被快速加熱，噴水裝置沒有及時投入）；六、碰摩的三種物理現(xiàn)象發(fā)電機雙流油密封結(jié)構(gòu)示意圖按摩擦的部位可分為徑向碰摩、軸向碰摩和組合碰摩:1、振動信號的時域波形特征39) fr 、(0.排汽缸的快速加熱和冷卻；碰摩具有多種征兆，易變的信號特征與外界條件有密切的關(guān)系，在某一時刻出現(xiàn)的征兆，在其它時刻

30、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。動靜碰摩的幾種類型不同的情況次同步和超同步會呈現(xiàn)不同的量值。(1)振動跳動特征發(fā)電機的徑向碰摩通常發(fā)生在密封瓦處（低負荷，小流量，排汽缸被快速加熱，噴水裝置沒有及時投入）；啟動按常規(guī)進行到3000 rpm定速，保持2小時準備做超速試驗，這時運行人員先試驗同步器，將轉(zhuǎn)速降到2350 rpm又很快回升到3000 rpm，這時3號軸承振動從20m開始急劇增大，主要是工頻成分，2、4號軸承振動也同時上升，并發(fā)現(xiàn)3號軸承處涌出大量煙霧。如果是振動趨勢是波浪型或間斷型，可以監(jiān)視振動，磨合即可；（2）若發(fā)生的是單點局部碰摩故障，則軸心運動軌跡呈內(nèi)“8”字形

31、。摩擦力的大小取決于接觸點的法向力及摩擦表面的性質(zhì)。摩擦故障越嚴重，削波越明現(xiàn)，有時甚至出現(xiàn)“波峰”與“波谷”同時被削去的現(xiàn)象，這時，摩擦已經(jīng)比較嚴重了。需要進行多次開機，平衡加重或支撐加固，為此延誤數(shù)周已是常事。部分碰摩在靜子上只有部分弧段接觸。啟動按常規(guī)進行到3000 rpm定速，保持2小時準備做超速試驗，這時運行人員先試驗同步器，將轉(zhuǎn)速降到2350 rpm又很快回升到3000 rpm，這時3號軸承振動從20m開始急劇增大，主要是工頻成分，2、4號軸承振動也同時上升，并發(fā)現(xiàn)3號軸承處涌出大量煙霧。汽封磨損汽封漏汽量增大降低汽輪機效率不同的情況次同步和超同步會呈現(xiàn)不同的量值。該力引起碰摩點局部壓縮變形，并引起轉(zhuǎn)軸的反彈運動。某200MW機組正常運行小修后第一次啟動就發(fā)生了碰摩。所謂振動旋轉(zhuǎn)特征，是指振動的幅值（主要是指工頻成分的振幅）和相位（主要是指工頻成分的相位）隨時間以較慢的速度往復(fù)變化，這種變化從表面上具有明顯的周期性的特征，只是這種變化周期不固定。由于轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，碰摩