汽轮机动静碰磨现象及诊断.ppt

汽轮发电机组动静碰摩汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰摩是运行中常见故障。随着现代机组动静间隙变小，碰摩的可能性随之增加。碰摩使转子产生非常复杂的振动，是转子系统发生失稳的一个重要原因，轻者使得机组出现强烈振动，严重的可以造成转轴永久性弯曲，甚至整个轴系毁坏。对碰摩的故障特征，进行了许多研究，但是，这些研究结果和实际情况还有距离，因为相同的特征对应着许多其它的故障。碰摩的诊断是目前具有一定难度的主要振动故障。每年全国都会有几台大机组发生动静碰摩而出现大振动，但在处理过程中却往往要走弯路。需要进行多次开机，平衡加重或支撑加固，为此延误数周已是常事。最终开缸检查，方发现汽封或通流部分已严重摩擦。一、机组碰摩原因运行原因气缸跑偏或基础不均匀沉降；蒸汽温度变化过于剧烈；汽缸进水或保温不良；排汽缸的快速加热和冷却；（低负荷，小流量，排汽缸被快速加热，喷水装置没有及时投入）；汽封损坏；暖机不充分；振动剧烈；二、碰摩的后果三、碰摩通常发生的部位主要碰摩点在哪些位置？发电机双流油密封结构示意图1—发电机轴瓦；2—发电机密封瓦；3—密封瓦推力油；4—密封瓦空侧进油；5—密封瓦氢侧进油；6—密封座；7—空侧及轴承回油；8—密封瓦空侧油腔；9—密封瓦氢侧油腔；10—氢侧密封油回油四、碰摩发生的机理五、碰摩的种类按摩擦的部位可分为径向碰摩、轴向碰摩和组合碰摩:六、碰摩的三种物理现象七、碰摩转子的动力特性摩擦力。摩擦力是作用在接触点的切向力，转轴上的摩擦力与旋转方向相反。摩擦力的大小取决于接触点的法向力及摩擦表面的性质。碰摩过程中的摩擦和碰撞一样，同样具有非线性特性。因此，这个过程的振动信号含有丰富的谐波分量。碰摩的高度非线性使其经常带有混沌特性。严重的碰摩可以使材料磨损后变为轻度碰摩，甚至能完全脱离碰摩状态。摩擦的另一个重要效应是对转子的局部加热。局部加热的后果是转子弯曲，工频振动增大。从大量的实际碰磨机组表现看，大部分碰磨都没有发展到后期，振动上均已基频的变化为主，其他频谱分量的变化很小。碰摩产生的冲击碰摩产生的摩擦力八、碰摩的信号特征九、碰摩的振动诊断1、振动信号的时域波形特征当发生碰摩故障时，由于在碰摩处限制了转子的位移，因此振动波形的“顶峰”消失，变得更“平坦”。但是，在实际机组的早期碰摩阶段，这种削波现象并不是很明显，往往要在进入中期摩擦阶段才出现明显的削波现象。摩擦故障越严重，削波越明现，有时甚至出现“波峰”与“波谷”同时被削去的现象，这时，摩擦已经比较严重了。某300MW汽轮发电机密封环碰摩振动信号时域波形2、振动信号的频谱特征3、轴心运动轨迹特征某300MW汽轮发电机密封环碰摩振动时的轴心运动轨迹4、振动信号的时变特征(3)振动的旋转特征所谓振动旋转特征，是指振动的幅值（主要是指工频成分的振幅）和相位（主要是指工频成分的相位）随时间以较慢的速度往复变化，这种变化从表面上具有明显的周期性的特征，只是这种变化周期不固定。振动的这种旋转特征，在工程中又称为工频旋转振动。某25MW汽轮机组碰摩故障振动信号时变规律如果是振动趋势是波浪型或间断型，可以监视振动，磨合即可；启动过程的碰磨，机组停机下来暖机，连续盘车后再升速，或者将机组转速降到不发生碰磨的转速暖机；工作转速发生碰磨，应密切监视振动水平，明确一个停机值（应适当严格，应为停机过程碰磨还会发展，特别是在临界转速附近，摩擦加剧，振动可能发展到很高的水平）；对采用落地轴承的转子，轴承座刚度大，灵敏度低，这类机组，硬密切监视转子的轴振变化；转子做动平衡；十一、一台机组碰摩实例轴承振动情况轴颈磨损情况碰摩时轴承振动瀑布图碰摩中降速过程和处理后降速过程轴承振动级联图汽轮机碰摩实例图片某发电厂（B）国产300MW汽轮机的调节级动叶进汽边磨损情况发电厂300MW汽轮机#1轴颈与轴瓦碰摩产生的磨损情况