汽輪機振動特性分析與故障判斷

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1、冶金動力2011年第4期54MFrALLURGICALPOWER總第146期汽輪機振動特性分析及故障判斷汪翠鳳(唐山鋼鐵股份有限責任公司，河北唐山063020)【摘要】對汽輪機機組采用狀態(tài)監(jiān)測技術和信號分析的手段進行振動特性分析和故障辨別。結合實驗和對現(xiàn)場測試信號的頻譜分析，判斷故障的類型和振動異常的主要原因，并提出大修方案。方案實施后，振動大為減小，振幅達到國家標準?！娟P鍵詞】汽輪機；振動；分析；故障；判斷【中圖分類號】TK26【文獻標識碼】B【文章編號】1006—6764(2011)04—0054—04AnalysisofTurbineVibrationCharac

2、teristicsandFailureDeterminationWANGCui——feng(TangshanIron&SteelCo．，Ltd．，Tangshan,Hebei063020,Chi【Abstract】Thestatemonitortechniqueandsignalanalysismeanswereadoptedtoana—lyzevibrationcharacteristicsanddeterminefailuresoftheturbineunit．Inthelightoftestandfrequencyspectrumanalysisoffieldte

3、stsignal，failuretypeandmaincausesofabnormalvibrationweredetermined，andanoverhaulschemewasraised．Afterimplementationofthescheme，thevibrationwasgreatlyreduced，andamplitudereachedthenationalstandard．【Keywords】turbine；vibration；analysis；failure；determination1問題的提出軸瓦的垂直方向和3號、4號軸瓦的垂直及水平方唐鋼煉鐵廠7

4、汽輪機組為單缸、單軸、單抽汽向安裝了速度傳感器，振動信號輸入到“208”振動數(shù)式凝汽機組，額定發(fā)電量為25MW，抽中壓汽量為據(jù)采集器進行記錄、存儲、分析和處理，并用DI～100t／h，汽輪機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速為1691r／min。該2200頻譜分析儀進行頻譜分析。機組包括汽輪機、發(fā)電機，由4個軸承來支撐f如圖2．2振動監(jiān)測11，用剛性絞支孔螺栓進行連接。監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象：①升速過程中2號軸瓦振動最大；②在并網(wǎng)帶負荷后2號軸瓦振動變化較大，帶負荷初期振動在17m左右，隨著負荷的增加，直至滿負荷運行，其振動最高可達到33圖1汽輪機機組結構示意圖zn，并表現(xiàn)為工頻(5oHz

5、)振動的增加；在一定負機組安裝后，從調(diào)試開始起陸續(xù)出現(xiàn)異常，調(diào)試荷下的穩(wěn)定過程中，3號、4號軸瓦振動也有上升趨過程中發(fā)生操作事故又使葉片受到損傷，汽輪機返勢；③電機外殼振動大，機組在未帶負荷時外殼的最廠大修并更換部分葉片。重新安裝后，機組振動仍然大振動為21Ixm，帶負荷后外殼最大振動達到56比較大，各軸瓦振幅超標，其中2號軸瓦尤為突出，Ixm；④在正式開機并帶穩(wěn)定負荷運行過程中，2號軸并有進一步惡化的趨勢。2010年3月發(fā)現(xiàn)軸向推力瓦垂直振動最初在32～35n左右，隨后開始上升，瓦的溫度有顯著增高的趨勢，汽輪機機組多次被迫維持在41～43Ixm左右，最大可達45n1；

6、號、4降負荷運行。有必要對振動的情況進行詳細地監(jiān)測，號軸瓦水平方向和3號、4號軸瓦軸向的振動也有并查出原因，確定大修方案。大幅的增加，在汽輪機后汽缸及2號軸瓦上還監(jiān)測2振動測試到頻率為25Hz的振動。2．1測點布置和測試儀器的選擇【113試驗部分為了準確測量汽輪機的振動情況，在1號、2號為了分析產(chǎn)生振動的原因，查出故障所在，又分2011年第4期冶金動力總第146期MFrAUURGICALPOWER55別進行負荷試驗、勵磁試驗、真空試驗、快速減負荷為了檢驗電負荷變化對振動的影響，在維持其停機試驗等，在這些試驗中同時進行振動測試。他參數(shù)不變的情況下，試驗發(fā)現(xiàn)當電負荷從29．

7、23．1高負荷試驗MW下降到23．8MW時，各點的振動變化不大，可在30MW的最大負荷條件下，對汽輪機組進行以排除因負荷變化和蒸汽進汽量變化引起通流葉片振動測試，振動數(shù)據(jù)見表1。振動的可能性。表1高負荷試驗中各軸瓦的振幅m3．3發(fā)電機無功變化試驗維持其他參數(shù)不變，把發(fā)電機的無功從23．56振幅頻率1號2號3號4號Mvar降至20Mvar，發(fā)現(xiàn)整個過程中各點的振動變通頻9．636．411．413．8化不太大；在2號軸瓦垂直方向和4號軸瓦水平方一倍頻．s4．s．6s向振動超標主要是一倍頻分量；同時4號軸瓦上測二倍頻一3,64．03．2到較大的