超临界机组振动问题分析及对策课件

TPRI超临界压力汽轮机蒸汽激振问题分析及对策问题的提出1客观上大型汽轮机高压转子存在蒸汽激振的可能性◆蒸汽参数(温度、压力、密度、流速)的不断提高;◆密封间隙的减小;◆轴系柔性增加、临界转速降低及工作转速/临界转速比率增加前两因素均引起蒸汽激振力的增大,且该不稳定力对转子动静间隙、密封结构以及转子对汽缸对中度的灵敏度提高,后一因素使转子-轴承系统振动稳定性下降。因而机组轴系存在蒸汽激振不稳定自激振动的可能TPRI1TPRI2国内外运行的超临界机组(包括一些亚临界机组)高压转子已有发生蒸汽激振故障的实例3蒸汽激振的危害◆过大的振动引起机组跳机◆限制了机组的负荷;◆低频振动对轴系机械的破坏性更大◆处理麻烦,费时费力,且有时收不到较理想的效果。TPRI2TPR汽轮机蒸汽(间隙)激振的机理与特征1轴系振动稳定性概述1.1定义轴系振动稳定性属于自激振动的范畴。自激振动是指振动体自身所激励的振动,其与转子质量不平衡等无直接关系,而是由于机械振动系统内部的力激发起来的。维持自激振动的能量来源于系统在本身运动中获取的能量。系统一旦失稳,振幅将随时间迅速发散(线性系统)或呈极限环轨迹(非线性系统)TPR312汽轮发电机组的常出现的自激振动1.2.1油膜涡动和油膜振荡汽轮发电机组自激振动大多由支持轴承的油膜失稳造成的油膜涡动是油膜力激发的振动,此时正常运行条件的改变(如倾角和偏心率)引起油楔“推动”转轴在轴承中运动,因而在旋转方向产生的不稳定力使转子发生涡动(或正向进动)。如果系统内存在足够大的阻尼,则转轴回到其正常位置,变得稳定;否则,转子将继续涡动,出现较大的不稳定振动。因其出现时的振动频率为同步振动频率的40%-48%,接近转速频率的一半,也常称为油膜半速涡动当机器出现油膜涡动不稳定,而且油膜涡动频率等于系统的某一阶固有频率时就会发生油膜振荡。12汽轮发电机组的常出现的自激振动4TPR∥通常油膜涡动产生原因如下:◆其过大的轴承磨损或间隙◆不合适的轴承设计;◆润滑油参数的改变;◆轴承承载的变化等油膜涡动和油膜振荡的振动特征:◆振动具有突发性,且与运行转速有关◆振动的消失具有一定的滞后性;◆通常先发生油膜涡动,后发生油膜振荡;◆油膜涡动振动频率接近转速频率的一半,油膜振荡频率等于转子系统的一阶固有频率;◆通常一旦发生油膜振荡,无论转速继续升至多少,涡动频率将总保持为转子一阶临界转速频率TPR∥5超临界机组振动问题分析及对策课件6超临界机组振动问题分析及对策课件7超临界机组振动问题分析及对策课件8超临界机组振动问题分析及对策课件9超临界机组振动问题分析及对策课件10超临界机组振动问题分析及对策课件11超临界机组振动问题分析及对策课件12超临界机组振动问题分析及对策课件13超临界机组振动问题分析及对策课件14超临界机组振动问题分析及对策课件15超临界机组振动问题分析及对策课件16超临界机组振动问题分析及对策课件17超临界机组振动问题分析及对策课件18超临界机组振动问题分析及对策课件19超临界机组振动问题分析及对策课件20超临界机组振动问题分析及对策课件21超临界机组振动问题分析及对策课件22超临界机组振动问题分析及对策课件23超临界机组振动问题分析及对策课件24超临界机组振动问题分析及对策课件25超临界机组振动问题分析及对策课件26超临界机组振动问题分析及对策课件27超临界机组振动问题分析及对策课件28超临界机组振动问题分析及对策课件29超临界机组振动问题分析及对策课件30超临界机组振动问题分析及对策课件31超临界机组振动问题分析及对策课件32超临界机组振动问题分析及对策课件33超临界机组振动问题分析及对策课件34超临界机组振动问题分析及对策课件35超临界机组振动问题分析及对策课件36超临界机组振动问题分析及对策课件37超临界机组振动问题分析及对策课件38超临界机组振动问题分析及对策课件39超临界机组振动问题分析及对策课件40超临界机组振动问题分析及对策课件41超临界机组振动问题分析及对策课件42超临界机组振动问题分析及对策课件43超临界机组振动问题分析及对策课件44超临界机组振动问题分析及对策课件45超临界机组振动问题分析及对策课件46超临界机组振动问题分析及对策课件47超临界机组振动问题分析及对策课件48超临界机组振动问题分析及对策课件49超临界机组振动问题分析及对策课件50超临界机组振动问题分析及对策课件51超临界机组振动问题分析及对策课件52超临界机组振动问题分析及对策课件53超临界机组振动问题分析及对策课件54超临界机组振动问题分析及对策课件55超临界机组振动问题分析及对策课件56超临界机组振动问题分析及对策课件57TPRI超临界压力汽轮机蒸汽激振问题分析及对策问题的提出1客观上大型汽轮机高压转子存在蒸汽激振的可能性◆蒸汽参数(温度、压力、密度、流速)的不断提高;◆密封间隙的减小;◆轴系柔性增加、临界转速降低及工作转速/临界转速比率增加前两因素均引起蒸汽激振力的增大,且该不稳定力对转子动静间隙、密封结构以及转子对汽缸对中度的灵敏度提高,后一因素使转子-轴承系统振动稳定性下降。因而机组轴系存在蒸汽激振不稳定自激振动的可能TPRI58TPRI2国内外运行的超临界机组(包括一些亚临界机组)高压转子已有发生蒸汽激振故障的实例3蒸汽激振的危害◆过大的振动引起机组跳机◆限制了机组的负荷;◆低频振动对轴系机械的破坏性更大◆处理麻烦,费时费力,且有时收不到较理想的效果。TPRI59TPR汽轮机蒸汽(间隙)激振的机理与特征1轴系振动稳定性概述1.1定义轴系振动稳定性属于自激振动的范畴。自激振动是指振动体自身所激励的振动,其与转子质量不平衡等无直接关系,而是由于机械振动系统内部的力激发起来的。维持自激振动的能量来源于系统在本身运动中获取的能量。系统一旦失稳,振幅将随时间迅速发散(线性系统)或呈极限环轨迹(非线性系统)TPR6012汽轮发电机组的常出现的自激振动1.2.1油膜涡动和油膜振荡汽轮发电机组自激振动大多由支持轴承的油膜失稳造成的油膜涡动是油膜力激发的振动,此时正常运行条件的改变(如倾角和偏心率)引起油楔“推动”转轴在轴承中运动,因而在旋转方向产生的不稳定力使转子发生涡动(或正向进动)。如果系统内存在足够大的阻尼,则转轴回到其正常位置,变得稳定;否则,转子将继续涡动,出现较大的不稳定振动。因其出现时的振动频率为同步振动频率的40%-48%,接近转速频率的一半,也常称为油膜半速涡动当机器出现油膜涡动不稳定,而且油膜涡动频率等于系统的某一阶固有频率时就会发生油膜振荡。12汽轮发电机组的常出现的自激振动61TPR∥通常油膜涡动产生原因如下:◆其过大的轴承磨损或间隙◆不合适的轴承设计;◆润滑油参数的改变;◆轴承承载的变化等油膜涡动和油膜振荡的振动特征:◆振动具有突发性,且与运行转速有关◆振动的消失具有一定的滞后性;◆通常先发生油膜涡动,后发生油膜振荡;◆油膜涡动振动频率接近转速频率的一半,油膜振荡频率等于转子系统的一阶固有频率;◆通常一旦发生油膜振荡,无论转速继续升至多少,涡动频率将总保持为转子一阶临界转速频率TPR∥62超临界机组振动问题分析及对策课件63超临界机组振动问题分析及对策课件64超临界机组振动问题分析及对策课件65超临界机组振动问题分析及对策课件66超临界机组振动问题分析及对策课件67超临界机组振动问题分析及对策课件68超临界机组振动问题分析及对策课件69超临界机组振动问题分析及对策课件70超临界机组振动问题分析及对策课件71超临界机组振动问题分析及对策课件72超临界机组振动问题分析及对策课件73超临界机组振动问题分析及对策课件74超临界机组振动问题分析及对策课件75超临界机组振动问题分析及对策课件76超临界机组振动问题分析及对策课件77超临界机组振动问题分析及对策课件78超临界机组振动问题分析及对策课件79超临界机组振动问题分析及对策课件80超临界机组振动问题分析及对策课件81超临界机组振动问题分析及对策课件82超临界机组振动问题分析及对策课件83超临界机组振动问题分析及对策课件84超临界机组振动问题分析及对策课件85超临界机组振动问题分析及对策课件86超临界机组振动问题分析及对策课件87超临界机组振动问题分析及对策课件88超临界机组振动问题分析及对策课件89超临界机组振动问题分析及对策课件90超临界机组振动问题分析及对策课件91超临界机组振动问题分析及对策课件92超临界机组振动问题分析及对策课件93超临界机组振动问题分析及对策课件94超临界机组振动问题分析及对策课件95超临界机组振动问题分析及对策课件96超临界机组振动问题分析及对策课件97超临界机组振动问题分析及对策课件98超临界机组振动问题分析及对策课件99超临界机组振动问题分析及对策课件100超临界机组振动问题分析及对策课件101超临界机组振动问题分析及对策课件102超临界机组振动问题分析及对策课件103超临界机组振动问题分析及对策课件10