机组振动故障的诊断及其处理
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 8454 次点击
沙角发电A厂2号轮发电机组为哈尔滨电站集团生产的200MW超高压、一次中间再热、单轴三缸三排汽凝汽式机组,于1988年投入生产。1997年12月,该机组3号轴承的水平方向振动在测量中发现有增大现象:在160MW负荷时振动值达73μm,超出了振动合格范围。为了解决这一问题,我们对机组的振动状况进行了全面测试与分析,准确地判定出机组振动恶化的主要因素,并在机组小修期间,采取相应的检修措施,圆满解决了2号机、3号机振动超标问题,避免了揭缸检查转子。
1技术规范
汽轮机有高、中、低压三个转子,均采用刚性靠背轮连接。低压转子与发电机转子采用半挠性靠背轮连接,发电机转子与励磁机转子采用刚性靠背轮连接。高、中压转子为三支撑结构,低压转子由4、5号轴承支撑,6、7号轴承支撑发电机转子,8、9号轴承支撑励磁机转子。1~5号轴承为三油楔轴承,6、7号轴承和8、9号轴承分别为椭圆型轴承和圆筒型轴承。
根据设计参数计算,高压转子临界转速为1890r/min,中、低压转子临界转速分别为1572r/min,和1908r/min,而发电机转子的第一、二阶临界转速分别为1120~1260r/min,和3353~
3494r/min。
2测振系统布置
针对机组结构及振动状况,重点监测了2~5号轴承垂直及水平方向的振动。测振探头使用美国本特利公司9200型速度传感器,速度测量采用本特利TK-15型光电传感器,利用本特利公司108DAI型数据采集仪对振动数据和转速进行连续采集,对所采集到的数据采用本特利配套软件ADRE-3软件包进行分析.
3振动测试
由于机组振动是在运行过程中逐渐恶化的,造成了振动诊断的难度,因此,我们进行了一系列的测试来全面了解机组的振动响应。
3.1机组运行历史及振动状况
2号机组于1997年2月例行大修。大修后至12月期间的振动状如表1所示。
表12号机组振动状况μm
注:定速为3000r/min。
3.2带负荷测试及分析
振动存在着随负荷变化而变化的现象,因此,对机组进行了带负荷测试,
从历次开机中3号瓦垂直、水平的振动变化情况来看,有以下现象:
a)振动随负荷变化有一定波动,大致范围在43~73μm之间,但无较明显的规律;
b)振动与运行参数关系不明显;
c)在3号瓦振动的频谱图中,除了一倍频成份外,有明显二倍频成份出现。
3.3降负荷与停机试验
利用停机机会,进行了降负荷试验及停机过临界测试。
4故障诊断及分析
一系列的试验中,3号瓦的振动表现出以下特征:
a)振动是逐渐恶化的,当然,由于缺乏在线数据采集系统,逐渐恶化的振动特征有部分人为的认识成份;
b)振动随负荷与工况变化而变化,证明了振动的恶化存在着外界的干扰因素,而非转子本身原因;
c)3号瓦振动的垂直方向与水平方向频谱中均包含了一定的二倍频成份,而且该二倍频随工况变化而变化;
d)3号瓦振动异常后,垂直方向的临界响应在测试前后有明显变化,这表明了3号瓦的动刚度特性在运行过程中变化较大。
综合以上特征,进一步排除了振动是由转子本身引起的可能性,确认了轴承的故障是主要的影响因素。
5故障处理
根据我们的诊断结论与建议,对2号机组进行了提前小修,重点检查各瓦的接触及紧力情况。