超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件

TPRI超臨界壓力汽輪機(jī)蒸汽激振問題分析及對策問題的提出1客觀上大型汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子存在蒸汽激振的可能性◆蒸汽參數(shù)(溫度、壓力、密度、流速)的不斷提高;◆密封間隙的減小;◆軸系柔性增加、臨界轉(zhuǎn)速降低及工作轉(zhuǎn)速/臨界轉(zhuǎn)速比率增加前兩因素均引起蒸汽激振力的增大,且該不穩(wěn)定力對轉(zhuǎn)子動(dòng)靜間隙、密封結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子對汽缸對中度的靈敏度提高,后一因素使轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)振動(dòng)穩(wěn)定性下降。因而機(jī)組軸系存在蒸汽激振不穩(wěn)定自激振動(dòng)的可能TPRI1TPRI2國內(nèi)外運(yùn)行的超臨界機(jī)組(包括一些亞臨界機(jī)組)高壓轉(zhuǎn)子已有發(fā)生蒸汽激振故障的實(shí)例3蒸汽激振的危害◆過大的振動(dòng)引起機(jī)組跳機(jī)◆限制了機(jī)組的負(fù)荷;◆低頻振動(dòng)對軸系機(jī)械的破壞性更大◆處理麻煩,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且有時(shí)收不到較理想的效果。TPRI2TPR汽輪機(jī)蒸汽(間隙)激振的機(jī)理與特征1軸系振動(dòng)穩(wěn)定性概述1.1定義軸系振動(dòng)穩(wěn)定性屬于自激振動(dòng)的范疇。自激振動(dòng)是指振動(dòng)體自身所激勵(lì)的振動(dòng),其與轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡等無直接關(guān)系,而是由于機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的力激發(fā)起來的。維持自激振動(dòng)的能量來源于系統(tǒng)在本身運(yùn)動(dòng)中獲取的能量。系統(tǒng)一旦失穩(wěn),振幅將隨時(shí)間迅速發(fā)散(線性系統(tǒng))或呈極限環(huán)軌跡(非線性系統(tǒng))TPR312汽輪發(fā)電機(jī)組的常出現(xiàn)的自激振動(dòng)1.2.1油膜渦動(dòng)和油膜振蕩汽輪發(fā)電機(jī)組自激振動(dòng)大多由支持軸承的油膜失穩(wěn)造成的油膜渦動(dòng)是油膜力激發(fā)的振動(dòng),此時(shí)正常運(yùn)行條件的改變(如傾角和偏心率)引起油楔“推動(dòng)”轉(zhuǎn)軸在軸承中運(yùn)動(dòng),因而在旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生的不穩(wěn)定力使轉(zhuǎn)子發(fā)生渦動(dòng)(或正向進(jìn)動(dòng))。如果系統(tǒng)內(nèi)存在足夠大的阻尼,則轉(zhuǎn)軸回到其正常位置,變得穩(wěn)定;否則,轉(zhuǎn)子將繼續(xù)渦動(dòng),出現(xiàn)較大的不穩(wěn)定振動(dòng)。因其出現(xiàn)時(shí)的振動(dòng)頻率為同步振動(dòng)頻率的40%-48%,接近轉(zhuǎn)速頻率的一半,也常稱為油膜半速渦動(dòng)當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定,而且油膜渦動(dòng)頻率等于系統(tǒng)的某一階固有頻率時(shí)就會(huì)發(fā)生油膜振蕩。12汽輪發(fā)電機(jī)組的常出現(xiàn)的自激振動(dòng)4TPR∥通常油膜渦動(dòng)產(chǎn)生原因如下:◆其過大的軸承磨損或間隙◆不合適的軸承設(shè)計(jì);◆潤滑油參數(shù)的改變;◆軸承承載的變化等油膜渦動(dòng)和油膜振蕩的振動(dòng)特征:◆振動(dòng)具有突發(fā)性,且與運(yùn)行轉(zhuǎn)速有關(guān)◆振動(dòng)的消失具有一定的滯后性;◆通常先發(fā)生油膜渦動(dòng),后發(fā)生油膜振蕩;◆油膜渦動(dòng)振動(dòng)頻率接近轉(zhuǎn)速頻率的一半,油膜振蕩頻率等于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的一階固有頻率;◆通常一旦發(fā)生油膜振蕩,無論轉(zhuǎn)速繼續(xù)升至多少,渦動(dòng)頻率將總保持為轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速頻率TPR∥5超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件6超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件7超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件8超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件9超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件10超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件11超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件12超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件13超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件14超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件15超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件16超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件17超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件18超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件19超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件20超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件21超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件22超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件23超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件24超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件25超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件26超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件27超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件28超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件29超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件30超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件31超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件32超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件33超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件34超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件35超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件36超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件37超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件38超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件39超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件40超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件41超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件42超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件43超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件44超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件45超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件46超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件47超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件48超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件49超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件50超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件51超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件52超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件53超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件54超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件55超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件56超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件57TPRI超臨界壓力汽輪機(jī)蒸汽激振問題分析及對策問題的提出1客觀上大型汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子存在蒸汽激振的可能性◆蒸汽參數(shù)(溫度、壓力、密度、流速)的不斷提高;◆密封間隙的減小;◆軸系柔性增加、臨界轉(zhuǎn)速降低及工作轉(zhuǎn)速/臨界轉(zhuǎn)速比率增加前兩因素均引起蒸汽激振力的增大,且該不穩(wěn)定力對轉(zhuǎn)子動(dòng)靜間隙、密封結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子對汽缸對中度的靈敏度提高,后一因素使轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)振動(dòng)穩(wěn)定性下降。因而機(jī)組軸系存在蒸汽激振不穩(wěn)定自激振動(dòng)的可能TPRI58TPRI2國內(nèi)外運(yùn)行的超臨界機(jī)組(包括一些亞臨界機(jī)組)高壓轉(zhuǎn)子已有發(fā)生蒸汽激振故障的實(shí)例3蒸汽激振的危害◆過大的振動(dòng)引起機(jī)組跳機(jī)◆限制了機(jī)組的負(fù)荷;◆低頻振動(dòng)對軸系機(jī)械的破壞性更大◆處理麻煩,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且有時(shí)收不到較理想的效果。TPRI59TPR汽輪機(jī)蒸汽(間隙)激振的機(jī)理與特征1軸系振動(dòng)穩(wěn)定性概述1.1定義軸系振動(dòng)穩(wěn)定性屬于自激振動(dòng)的范疇。自激振動(dòng)是指振動(dòng)體自身所激勵(lì)的振動(dòng),其與轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡等無直接關(guān)系,而是由于機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的力激發(fā)起來的。維持自激振動(dòng)的能量來源于系統(tǒng)在本身運(yùn)動(dòng)中獲取的能量。系統(tǒng)一旦失穩(wěn),振幅將隨時(shí)間迅速發(fā)散(線性系統(tǒng))或呈極限環(huán)軌跡(非線性系統(tǒng))TPR6012汽輪發(fā)電機(jī)組的常出現(xiàn)的自激振動(dòng)1.2.1油膜渦動(dòng)和油膜振蕩汽輪發(fā)電機(jī)組自激振動(dòng)大多由支持軸承的油膜失穩(wěn)造成的油膜渦動(dòng)是油膜力激發(fā)的振動(dòng),此時(shí)正常運(yùn)行條件的改變(如傾角和偏心率)引起油楔“推動(dòng)”轉(zhuǎn)軸在軸承中運(yùn)動(dòng),因而在旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生的不穩(wěn)定力使轉(zhuǎn)子發(fā)生渦動(dòng)(或正向進(jìn)動(dòng))。如果系統(tǒng)內(nèi)存在足夠大的阻尼,則轉(zhuǎn)軸回到其正常位置,變得穩(wěn)定;否則,轉(zhuǎn)子將繼續(xù)渦動(dòng),出現(xiàn)較大的不穩(wěn)定振動(dòng)。因其出現(xiàn)時(shí)的振動(dòng)頻率為同步振動(dòng)頻率的40%-48%,接近轉(zhuǎn)速頻率的一半,也常稱為油膜半速渦動(dòng)當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)油膜渦動(dòng)不穩(wěn)定,而且油膜渦動(dòng)頻率等于系統(tǒng)的某一階固有頻率時(shí)就會(huì)發(fā)生油膜振蕩。12汽輪發(fā)電機(jī)組的常出現(xiàn)的自激振動(dòng)61TPR∥通常油膜渦動(dòng)產(chǎn)生原因如下:◆其過大的軸承磨損或間隙◆不合適的軸承設(shè)計(jì);◆潤滑油參數(shù)的改變;◆軸承承載的變化等油膜渦動(dòng)和油膜振蕩的振動(dòng)特征:◆振動(dòng)具有突發(fā)性,且與運(yùn)行轉(zhuǎn)速有關(guān)◆振動(dòng)的消失具有一定的滯后性;◆通常先發(fā)生油膜渦動(dòng),后發(fā)生油膜振蕩;◆油膜渦動(dòng)振動(dòng)頻率接近轉(zhuǎn)速頻率的一半,油膜振蕩頻率等于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的一階固有頻率;◆通常一旦發(fā)生油膜振蕩,無論轉(zhuǎn)速繼續(xù)升至多少,渦動(dòng)頻率將總保持為轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速頻率TPR∥62超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件63超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件64超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件65超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件66超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件67超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件68超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件69超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件70超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件71超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件72超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件73超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件74超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件75超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件76超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件77超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件78超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件79超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件80超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件81超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件82超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件83超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件84超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件85超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件86超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件87超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件88超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件89超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件90超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件91超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件92超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件93超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件94超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件95超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件96超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件97超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件98超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件99超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件100超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件101超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件102超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件103超臨界機(jī)組振動(dòng)問題分析及對策課件10