汽轮机常见故障诊断及处理分析报告.ppt

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 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。 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。 转 子 的 弯 曲 转子热弯曲 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、可重复的，因而可以用平衡的方法处理。 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。 发电机转子也常会因为通风道堵塞引起转子一测温度高于对面一侧，转子发生类似于一阶振型的弯曲，它自然对一阶振动影响最大，表现最明显应该在过一阶临界转速时的工频振动增大。 转子永久性弯曲 当转子最大内应力超过材料的屈服极限，使转子局部产生塑性变形，当外力和热应力消除后，变形不能消失，称为：塑性弯曲，也称永久性弯曲 永久性弯曲是设备事故，使设备不能投入运行，必须进行直轴处理，将会造成很大的经济损失 转子永久性弯曲产生的原因： 动静摩擦→转子径向局部过热膨胀→弯曲 当转速低于第一临界转速时，主轴的弯曲方向和转子不平衡离心力的作用方向基本一致，往往产生愈摩愈弯、愈弯愈厚的恶性循环，以致使主轴产生永久性弯曲。 停机后，汽缸、转子金属温度较高，汽缸内任何意外原因进冷水，也会造成主轴弯曲 进水后，汽缸产生拱背变形，盘车被迫停止 静止的高温转子下半部被水浸泡，当上下温差达到150~200℃时，就会造成主轴永久性弯曲。 转子的原材料存在过大的残余内应力，在较高的温度下经过一段时间的运行后，内应力逐渐得到释放，从而使转子产生弯曲变形。 另外，套装转子在装配时，由于偏斜，蹩劲也会造成主轴弯曲 防止主轴弯曲的措施： 汽轮机安装时，必须考虑热状态变化，合理调整动静间隙，以保证在正常运行工况下不会发生动静摩擦。 汽缸应具有良好的保温条件，