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[其他相关] 说说汽轮机的轴振与瓦振

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发表于 2019-5-28 10:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  瓦振:即轴承座振动,简称轴承振动。它是以支承转子的轴承座振动的峰峰值(双振幅)为评定尺度。其评定标准以轴承座的垂直、水平、轴向三个方向的振动中最数值为评定依据。

  轴振:转轴振动,转轴的径向振动。轴振分为相对振动和绝对振动,这是两种测量方式,用接触式传感器(如速度传感器)测量转轴相对于地面的振动为绝对振动,接触式传感器(涡流探头)测量转轴相对于轴承座的振动为相对振动,或者用一个非接触式传感器和一个惯性式传感器组成的复合传感器测量转的绝对振动。对于瓦振、轴振都可以带保护,这因各厂要求不同而不同,一般情况是同一个瓦的一个瓦振信号和两个轴振信号3取2保护。

  现在,轴振多采用电涡流传感器测得转子相对振动值;用速度,加速度传感器测得的绝对值即瓦振来实现对旋转设备运行状态进行监测。

  轴承座振幅与激振力和支撑动刚度、油膜刚度的关系:在线性系统中,部件呈现的振幅与作用在部件上的激振力成正比,与它的动刚度成反比,可用下式表示:
1.png
  式中 ——振幅;
  ——激振力;
  ——部件动刚度。
  其中
2.png
  式中 ——部件静刚度;
  ——动态放大系数;
  ——激振力圆频率;
  ——振动系统自振圆频率;
  ——阻尼系数。

  部件静刚度又称刚度系数,它是表示部件产生单位位移(变形)所需的静力;动刚度是表示部件产生单位振幅(位移)所需的交变力。

  上述分析的是轴承座振幅与激振力的关系,在目前现场运行的机组还广泛地测量转轴相对和绝对振动,作为评价机组振动状况的依据。转轴绝对振动可以近似地看作转轴相对振动与轴瓦振动的矢量叠加。

  转轴相对振动振幅与激振力的关系,近似地也可以用公式(2-1)表述,但公式中支撑动刚度是指轴瓦与轴颈之间的油膜刚度,它虽然是非线性,但在很小位移值时,近似为转轴相对振幅与激振力成正比,与油膜刚度成反比,而与轴瓦支撑动刚度成正比。前两项比较好理解,后一项较为抽象。

  监测轴振和瓦振各有优缺点,需要根据机组实际情况而定。例如,大型汽轮发电机组高压转子轴承刚度较高,轴振/瓦振比值大,只测量瓦振无法有效地反应振动情况,必须同时测量转轴振动。大型汽轮发电机组低压发电机转子轴承刚度小,轴振/瓦振比值偏小,如下表1和表2.监测轴振的同时,也应监测瓦振。

  表1 某仿西屋型机组振动测量结果
3.png
  表2 某机组低压1、低压2振动测量结果
4.png
  实际测试时,轴振和瓦振可能会出现以下四种情况:

  (1)轴振小,瓦振小。这说明机组振动正常。转子上激振力较小,支撑系统刚度正常。

  (2)轴振大、瓦振大。这说明振动确实大。振动的增大可能是由激振力增大或支撑刚度减弱引起的。消除这类振动理论上可以从减小激振力和提高支撑动刚度着手。实际处理时,受现场条件、工期等多方面因素的限制大幅度提高支撑系统刚度有一定难度,大都首先从减小转子上的激振力角度着手。

  (3)轴振大、瓦振小。排除轴振传感器故障现象后出现这现象,表明支撑系统动刚度正常,故障是由转子上激振力过大所引起,解决这类故障应首先从减小转子上的激振力着手。

  (4)轴振小、瓦振大。出现这情况后,需要首先判断机组采用刚性还是柔性支撑。如果是刚性支撑,则应检查支撑系统连接情况,如轴承紧力、瓦隙、瓦枕垫块接触等。对于座落在排气缸上的轴承,还需检查台板与汽缸以及台板与轴承座之间的接触情况。对于发电机端盖轴承,还需检查发电机底部定子载荷分配情况等。这些方面出现缺陷后,有可能造成连接刚度和支撑系统自振频率的降低,导致机组振动变大,如果是柔性支撑,则可以从提高支撑动刚度和激振力两个角度入手。很多情况下,减小激振力的效果还是很不错的。

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