汽轮机振动波动的原因分析及诊断
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
３９ ２／ ｉ，径 向瓦为五油 楔可倾瓦 ，轴端及级 间密封采 用 ９ ｒ ｎ ｍ 迷宫梳 齿密封 ，压缩 机和汽 轮机采用 膜片联 轴器联 接 ，机 组 采用 ￥ ００ ８ ０ 在线监测 系统对 其进行 状态 监测 和故 障诊 断 ， 测 点布 置见 图１ 。
５ ０ 目３ ８
ｊ
ＺＩ ５ Ａ ５ ｌ ＺＩ ５ Ｂ ５ １ ＺＩ ５ ＺＩ ５
根据在 线监测 系统提供 的时域 、频谱 、轴心轨 迹 、相 位等 振动信号 ，对汽轮机 的异常振 动进行分 析 ，发 现在 波
动 时 ，测点 Ｖ Ｉ５ Ａ、Ｖ Ｉ５ Ｂ Ｘ５２ Ｙ５ ２ 、Ｖ Ｉ５ Ｃ、Ｖ Ｉ５ Ｄ的振 Ｘ５２ Ｙ５２
的振动波动情况进行原 因分析和故 障诊断 ，确定为动静碰摩 ，并得到检修验证。 关键词 ：汽轮机 ；振动波动 ；原 因分析 ；诊断
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ７ Ｋ ６ 文 献标 识码 ：Ｂ
一
、
简 介
波动前 的水 平 ，８ 月８日 ～１ 日的振 动趋势 见图２ ９ 、图３ 。在
汽轮机振 动波动时，调取Ｄ Ｓ 的工艺参数发现 ，汽轮机 的 Ｃ上
状态 监测 与诊 断技术 文 章编 号 ：１７— ７ （０２ ０ — ０５ ０ ６ １０ １ ２ １） ５ ０ ６ — ３ １
汽 轮机振动 波动 的原 因分析及诊 断
潘高峰 ，方 浴宇
（ 大庆炼化公 司设 备监测中心 ，黑龙江
摘
大庆
１ ３ １） ６ ４ １
要 ：应用￥ ０ ０ ８ ０ 在线监测系统提供的波形、频谱 、轴心轨迹等分析资料 ，对 富气压缩 机组 驱动汽轮机
２ １ ５ ３： ９： ３
时 间
图２ 汽轮机非驱 动侧测点通频振动变化趋势图
０ １ ３ Ｏ
ｌ ０ ３ ｂ： ５： ０ ０ ５ ｂ ０Ｉ １ ： ｌ： ２ ｂ ３ ２： ： ｌ ｌ ： ４ Ｚ： ０ｖ ０ ： ， Ｚ ５ １ ０ ：
时 间
图３ 汽轮机驱动侧测点通频振动变化趋 势图
￣ ３ ０ （） ６ ０
ｌ ８。
０
图５ Ｖ Ｉ５Ａ Ｉ １ 频相位变 化图 Ｘ５２ ￣点 倍 Ｊ
１ Ｏ
目
对于转轴与静止部件直接碰摩 引起 的振动而言 ，转 子在 涡动时与静止件接触瞬间 ，转 子刚度增大 ；被静止件反弹后 脱离接触 ，转子 刚度减小 ，同时发生较 为强 烈的横 向 自由振
动 。 因此 转 子 的 横 向 自由振 动 与 强 迫 的 旋转 运动 、涡 动运 动
６ ５
ｌ ｌ ｌ 泰 敝ｌ 蠢 ｌ
．
。 ｚ ｌ
动静碰摩 ，汽轮机转子受到瞬时外激振力而产生 的不稳定工
频振动。
相位差保 持稳定 ；１ 倍频 的成分 发生明显的改变 ，没有 出现 新 的故障频率 ；振动波动时 ，轴心轨迹为正 向进动。
三、动静碰摩的原因及部位 汽 轮机 动静 碰磨原因有动静间隙过小 、转轴振动过 大 、
图１ 汽轮机测点示意图
二 、 振 动 现 象 及 分 析
动 波 形 、频 谱 等 具 有 相 同 的 特 征 ，以 振 动 波 动 最 大 的
Ｖ ５ ２ ￣ 点为例 ，其 振动波动 过程 中的特征见 图４ 图８ ＸＩ５ Ａ Ｉ ］ 至 ， 同时 结合 图２ 图３ 、 。从 特征 图 中看 出 ，振 动异 常波 动时 ，
大庆炼化公 司Ａ Ｇ 催化裂化装置 的汽 轮机 Ｋ１３ １ 于 Ｒ Ｇ ００用
驱 动富气 压缩机 ，压缩机 将富气 增压后 输送 到吸收 稳定 系
统进 行分离 。 同时通过调 节汽轮机 的转 速 ，调 整富气 压缩 机 的负荷 ，实现控 制装置 反应系统 的压力 。汽 轮机 为背压 式 ，型号Ｓ Ｖ一 ，入 口温度４ ０Ｃ，出 口温度 ２０Ｃ，入 口压 Ｎ ３ ０￣ ８￣
ｌ■ ｛
一
３
转子与轴承不对中 、汽缸和轴承座的跑偏变形 、缸体 内有活 动部件等 。因此动静碰摩振动可分为以下两种情 况 ：一是静
２１ －８ ｌ ０ ００ 一９ ０ ３ ｌ ７： ４ ６
时 间
图４ Ｘ ５ ２ ￣点１ Ｖ Ｉ５ Ａ 倍频振动变化图
３ ｏ ｏ ６ （）
１０ ８
转速 、蒸 汽流量及 压力 、油 温油压 、轴承温度 等各项 工艺
指标 均正常 ，不存在对 应关 系 ，同时压缩 机介 质的工 艺参 数 、轴承振动及位移均较稳定 ，没有 波动。
力 ３３ ｂＰ ，出 口压 力 １ ５ Ｍ ａ 流 量 １６／，工 作 转 速 ． ｌａ ． Ｐ， ０ ３ｔ ｈ
止部件与转动部件碰摩 ，即静止部件不是 直接与转轴碰摩 ，
而是与转轴上的动叶片 、围带 、铆钉头等转动部 件碰摩 ，产 生振动 ，此种碰摩不会造成汽轮机转轴的热弯曲 ；二是转轴 与静止部件直接碰摩 ，即汽轮机转轴与气封 、轴 封 、油挡 、 轴瓦 、密封瓦等静止部件直接碰摩 ，且在转子 圆周直径方向 局部碰摩 ，使转子局部受热 ，产生热弯 曲并引起振动。
汽 轮机 １９ 年 １ ９ ９ 月投入使用 ，运 行到２ １ 年８ １ ００ 月 日，在
线 监测 系统显示 汽轮机 出现偶发 性 的振 动波 动现象 ，非 驱
动侧 轴承测点Ｖ Ｉ５Ａ、Ｖ Ｉ５ Ｂ Ｘ５２ Ｙ５ ２ 的波动 幅度 较大 ，驱动侧
振动 的异 常现象不 是持续 的 ，而是wk.baidu.com随机 的、无规律 的短 时 间 振 动 ；波 动 后 振 动 恢 复 到 正 常 状 态 ；测 点 Ｖ Ｉ５ Ａ、 Ｘ５２ Ｖ Ｉ５ Ｂ Ｙ ５ ２ 的波动保持 同升 同降 ；１ 频 的时域 波形为 一个 纯 倍 正弦波 ；１ 倍频 的相位也同时发生变化 ，且 同一轴 承的振动
轴 承测点 Ｖ ５ ２ ＸＩ５ Ｃ、Ｖ Ｉ５ Ｄ的波动不 明显 ，有 时Ｖ Ｉ５Ａ Ｙ５２ Ｘ５２ 的振动值从 ２ ｍ波动到９ Ｉｍ，已接近停机值 １５ ｍ，每 ０ ７ Ｘ ０
次振 动波 动的持续 时 间不 等 ，波 动过后 汽轮机 振动恢 复 到
２１年ｏ月 ｆ中国 ０２ ５ 设备工程
５ ０ 目３ ８
ｊ
ＺＩ ５ Ａ ５ ｌ ＺＩ ５ Ｂ ５ １ ＺＩ ５ ＺＩ ５
根据在 线监测 系统提供 的时域 、频谱 、轴心轨 迹 、相 位等 振动信号 ，对汽轮机 的异常振 动进行分 析 ，发 现在 波
动 时 ，测点 Ｖ Ｉ５ Ａ、Ｖ Ｉ５ Ｂ Ｘ５２ Ｙ５ ２ 、Ｖ Ｉ５ Ｃ、Ｖ Ｉ５ Ｄ的振 Ｘ５２ Ｙ５２
的振动波动情况进行原 因分析和故 障诊断 ，确定为动静碰摩 ，并得到检修验证。 关键词 ：汽轮机 ；振动波动 ；原 因分析 ；诊断
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ７ Ｋ ６ 文 献标 识码 ：Ｂ
一
、
简 介
波动前 的水 平 ，８ 月８日 ～１ 日的振 动趋势 见图２ ９ 、图３ 。在
汽轮机振 动波动时，调取Ｄ Ｓ 的工艺参数发现 ，汽轮机 的 Ｃ上
状态 监测 与诊 断技术 文 章编 号 ：１７— ７ （０２ ０ — ０５ ０ ６ １０ １ ２ １） ５ ０ ６ — ３ １
汽 轮机振动 波动 的原 因分析及诊 断
潘高峰 ，方 浴宇
（ 大庆炼化公 司设 备监测中心 ，黑龙江
摘
大庆
１ ３ １） ６ ４ １
要 ：应用￥ ０ ０ ８ ０ 在线监测系统提供的波形、频谱 、轴心轨迹等分析资料 ，对 富气压缩 机组 驱动汽轮机
２ １ ５ ３： ９： ３
时 间
图２ 汽轮机非驱 动侧测点通频振动变化趋势图
０ １ ３ Ｏ
ｌ ０ ３ ｂ： ５： ０ ０ ５ ｂ ０Ｉ １ ： ｌ： ２ ｂ ３ ２： ： ｌ ｌ ： ４ Ｚ： ０ｖ ０ ： ， Ｚ ５ １ ０ ：
时 间
图３ 汽轮机驱动侧测点通频振动变化趋 势图
￣ ３ ０ （） ６ ０
ｌ ８。
０
图５ Ｖ Ｉ５Ａ Ｉ １ 频相位变 化图 Ｘ５２ ￣点 倍 Ｊ
１ Ｏ
目
对于转轴与静止部件直接碰摩 引起 的振动而言 ，转 子在 涡动时与静止件接触瞬间 ，转 子刚度增大 ；被静止件反弹后 脱离接触 ，转子 刚度减小 ，同时发生较 为强 烈的横 向 自由振
动 。 因此 转 子 的 横 向 自由振 动 与 强 迫 的 旋转 运动 、涡 动运 动
６ ５
ｌ ｌ ｌ 泰 敝ｌ 蠢 ｌ
．
。 ｚ ｌ
动静碰摩 ，汽轮机转子受到瞬时外激振力而产生 的不稳定工
频振动。
相位差保 持稳定 ；１ 倍频 的成分 发生明显的改变 ，没有 出现 新 的故障频率 ；振动波动时 ，轴心轨迹为正 向进动。
三、动静碰摩的原因及部位 汽 轮机 动静 碰磨原因有动静间隙过小 、转轴振动过 大 、
图１ 汽轮机测点示意图
二 、 振 动 现 象 及 分 析
动 波 形 、频 谱 等 具 有 相 同 的 特 征 ，以 振 动 波 动 最 大 的
Ｖ ５ ２ ￣ 点为例 ，其 振动波动 过程 中的特征见 图４ 图８ ＸＩ５ Ａ Ｉ ］ 至 ， 同时 结合 图２ 图３ 、 。从 特征 图 中看 出 ，振 动异 常波 动时 ，
大庆炼化公 司Ａ Ｇ 催化裂化装置 的汽 轮机 Ｋ１３ １ 于 Ｒ Ｇ ００用
驱 动富气 压缩机 ，压缩机 将富气 增压后 输送 到吸收 稳定 系
统进 行分离 。 同时通过调 节汽轮机 的转 速 ，调 整富气 压缩 机 的负荷 ，实现控 制装置 反应系统 的压力 。汽 轮机 为背压 式 ，型号Ｓ Ｖ一 ，入 口温度４ ０Ｃ，出 口温度 ２０Ｃ，入 口压 Ｎ ３ ０￣ ８￣
ｌ■ ｛
一
３
转子与轴承不对中 、汽缸和轴承座的跑偏变形 、缸体 内有活 动部件等 。因此动静碰摩振动可分为以下两种情 况 ：一是静
２１ －８ ｌ ０ ００ 一９ ０ ３ ｌ ７： ４ ６
时 间
图４ Ｘ ５ ２ ￣点１ Ｖ Ｉ５ Ａ 倍频振动变化图
３ ｏ ｏ ６ （）
１０ ８
转速 、蒸 汽流量及 压力 、油 温油压 、轴承温度 等各项 工艺
指标 均正常 ，不存在对 应关 系 ，同时压缩 机介 质的工 艺参 数 、轴承振动及位移均较稳定 ，没有 波动。
力 ３３ ｂＰ ，出 口压 力 １ ５ Ｍ ａ 流 量 １６／，工 作 转 速 ． ｌａ ． Ｐ， ０ ３ｔ ｈ
止部件与转动部件碰摩 ，即静止部件不是 直接与转轴碰摩 ，
而是与转轴上的动叶片 、围带 、铆钉头等转动部 件碰摩 ，产 生振动 ，此种碰摩不会造成汽轮机转轴的热弯曲 ；二是转轴 与静止部件直接碰摩 ，即汽轮机转轴与气封 、轴 封 、油挡 、 轴瓦 、密封瓦等静止部件直接碰摩 ，且在转子 圆周直径方向 局部碰摩 ，使转子局部受热 ，产生热弯 曲并引起振动。
汽 轮机 １９ 年 １ ９ ９ 月投入使用 ，运 行到２ １ 年８ １ ００ 月 日，在
线 监测 系统显示 汽轮机 出现偶发 性 的振 动波 动现象 ，非 驱
动侧 轴承测点Ｖ Ｉ５Ａ、Ｖ Ｉ５ Ｂ Ｘ５２ Ｙ５ ２ 的波动 幅度 较大 ，驱动侧
振动 的异 常现象不 是持续 的 ，而是wk.baidu.com随机 的、无规律 的短 时 间 振 动 ；波 动 后 振 动 恢 复 到 正 常 状 态 ；测 点 Ｖ Ｉ５ Ａ、 Ｘ５２ Ｖ Ｉ５ Ｂ Ｙ ５ ２ 的波动保持 同升 同降 ；１ 频 的时域 波形为 一个 纯 倍 正弦波 ；１ 倍频 的相位也同时发生变化 ，且 同一轴 承的振动
轴 承测点 Ｖ ５ ２ ＸＩ５ Ｃ、Ｖ Ｉ５ Ｄ的波动不 明显 ，有 时Ｖ Ｉ５Ａ Ｙ５２ Ｘ５２ 的振动值从 ２ ｍ波动到９ Ｉｍ，已接近停机值 １５ ｍ，每 ０ ７ Ｘ ０
次振 动波 动的持续 时 间不 等 ，波 动过后 汽轮机 振动恢 复 到
２１年ｏ月 ｆ中国 ０２ ５ 设备工程