chap3_旋转机械故障诊断_YJR课件.ppt

* 工业装备故障诊断技术 * 3.5 浮动环密封故障诊断 3.5.1 浮动环密封故障的机理和特征 防转销钉折断，浮动环转动 1.转子振动加大，振幅忽高忽低。 2.浮动环随转子产生随机性转动，转子上附加浮动环离心力， 引起不平衡振动。转子与浮动环摩擦，引起摩擦振动。 3.轴心轨迹紊乱，波形不光滑。 4.转子振动的工频成分相位角不稳定，随机变化。 5.密封效果下降，产生大量高压气体泄漏。 浮动环密封和滑动轴承一样，本身具有质量、刚度和阻尼的转子动力学特性，浮动环的浮动性能变化，不仅使转子的临界转速与理论计算差别很大，而且也可能极大地改变了转子的振动特性。当浮动环密封和滑动轴承组装在一起后，轴承油膜中的半速涡动可能与转子的一阶临界转速相重合，产生严重的亚异步振动。因此对于发生亚异步振动的转子，除了考虑轴承和迷宫密封的激励因素之外，浮动环密封产生的影响还必须引起足够重视，并须作深入的分析研究。 * 工业装备故障诊断技术 * 3.5 浮动环密封故障诊断 3.5.1 浮动环密封故障的机理和特征 例：四川建峰化肥厂合成气压缩机高压缸浮动环卡涩 从频谱图中看，振幅最高的频率成分是83Hz，与转速频率172.9Hz之比为0.48。轴心轨迹紊乱，类似于轴承的油膜不稳定故障。现场检查，发现高压缸参比气与密封油的油气压差产生波动，这是浮动环工作不稳定引起密封油的压力波动。另外还发现轴承回油管中带有大量工艺气体，明显密封不良。 防转动销被剪断 * 工业装备故障诊断技术 * 3.6 叶片式机器中流体激振故障诊断 3.6.1非接触式密封中的流体激振故障 环形密封的几何形状像圆柱形轴承，但其间隙较轴承间隙大，一般环形密封的间隙与密封半径之比为0.005，而轴承的相对间隙为0.001左右。流体对转子的作用力也象轴承中的油膜对轴颈的作用一样，在某些情况下会引起转子的不稳定，尤其对于高速高压的挠性转子振动，需要注意密封中的流体激振问题。 非接触式密封的流体激振 叶片式机器中的流道以及管道中的流体激振 * 工业装备故障诊断技术 * 3.6 叶片式机器中流体激振故障诊断 3.6.1非接触式密封中的流体激振故障 (3) 对于采用周向部分喷嘴控制流量的高压汽轮机，气隙振荡还与喷嘴的方向和进气阀的开启度直接有关。 (1) 密封中流体激振所产生的振动频率，往往表现为低于工作转速频率的亚异步振动。对于某些稳定性较差的转子，容易激发起转子系统的一阶固有频率，产生自激振动。 (2) 机器的振动情况与转速、压力、负荷有密切关系，当转速和负荷到达某一“门槛值”时，低频成分幅值突然增大，机器突然发生猛烈的振动。 * 工业装备故障诊断技术 * 3.6 叶片式机器中流体激振故障诊断 迷宫密封气流激振的防治措施 采用反预旋方法，抵消气流在密封腔中周向旋转所产生的激振力。 腔内开孔，导入平衡气。 腔内周向上设置纵向阻挡片。 改用平直形密封。 实例3-31 汽轮机入口密封的气流激振 国外有一台大型电站汽轮机，由于蒸汽入口处具有较长的迷宫密封，密封中的气体力激起了转子系统强烈的自激振动。振动幅度与机器负荷有关，当负荷超过某一值后，振幅就突然上升。最初曾采用改变机器热态对中、更换轴承等措施，但是对于降低机器的振动均未见效果。最后把转子在密封腔中的位置降低了250?m，大大提高了机器的稳定性。由此可见，迷宫密封的动力特性类似于滑动轴承，降低转轴在密封中的位置，可以使转子在较高的负荷下增大它在密封中的稳定性。 3.6.1非接触式密封中的流体激振故障 * 工业装备故障诊断技术 * 3.6 叶片式机器中流体激振故障诊断 3.6.2 叶片式机器中的气流不稳定故障 离心式、轴流式的风机、离心压缩机，因为设计工况范围窄、结构设计不合理、操作点远离它的设计工况点以及操作失误等因素，使气流在机器内产生不稳定流动，引起流道内和管道内的气流压力脉动，从而导致机器和管道的强烈振动，或者造成机器零部件与管道的疲劳破坏，产生一系列严重后果，这种气流不稳定现象主要表现为下列几种故障： (1) 旋转失速； (2) 不稳定的进口涡流； (3) 喘振。 * 工业装备故障诊断技术 * 3.6 叶片式机器中流体激振故障诊断 旋转失速是叶轮或扩压器周向上气流的不均匀流动，一般在气量减小到一定程度时发生。旋转失速时在失速区周围会形成压力峰，使叶轮或扩压器出口产生气流压力脉动，脉动压力传递到管道，引起管道内气流压力脉动。各种机器旋转失速产生的管道压力脉动情况差别很大，较大的压力不均匀度可达到60%左右，这样大的压力脉动势必引起压缩机和管道很大振动。如果气流脉动频率与某一管段的机械自振频率或气柱共振频率相接近时，则管道振动还要强烈。