350MW汽轮发电机组轴系振动分析

摘要

随着汽轮发电机组向着大型化的方向发展,机组结构越来越复杂,使得机组在运行时更容易发生轴系振动故障。振动过大将降低机组运行的安全、可靠性,造成设备损伤及巨大的经济损失。因此对机组轴系振动进行分析研究十分必要。本文以一台实际的350MW汽轮发电机组为研究对象,对其调试过程中的轴系振动故障机理进行深入分析,提出故障治理方案。研究工作对机组振动故障诊断技术的提高及设计安装的改进具有重要的现实意义。
　　 论文首先建立了考虑摩擦力冲击和热冲击的旋转机械摩擦热弯曲振动计算模型,对摩擦转子热弯曲振动进行仿真计算,深入研究了不同转速及碰摩刚度下的转子摩擦截面温度分布、碰摩力、转子热弯曲和振动特性等随时间的变化。指出热冲击对摩擦振动起最主要的影响,临界转速以下摩擦时振动发散很快,工作转速下摩擦时振动长时间波动。利用研究结果,结合振动趋势及频谱图,解释了某台350MW汽轮发电机组冲转和定速过程中浮动油档摩擦导致的不稳定振动情况,总结了浮动油档引起摩擦振动的原因。
　　 针对轴系平衡问题,提出了高效的轴系现场动平衡方法,该方法建立在转子振型分析及不平衡故障位置判断的基础上。针对该350MW机组工作转速下振动较大及带负荷后发电机热不平衡振动的特点,结合机组冲转过临界振动数据,分析轴系不平衡故障治理思路,逐步在励磁机尾端平衡槽和低压.发电机转子联轴器进行轴系动平衡试验,解决了机组轴系不平衡振动问题。接着分析了发电机热不平衡振动的原因,对各次加重的影响系数问题进行讨论总结,对机组改进提出了合理意见。
　　 针对发电机存在较多的不规则低频振动问题,现场通过试验对低频振动原因进行初步探讨,提出发电机轴承逆向进油方式可能会引起轴颈低频的振动。利用CFD方法对逆向进油方式下的轴承特性进行研究分析,计算了不同转速、偏心率及偏心角度下的轴承特性,并与正向进油方式时的情况相比较。结合轴承油膜建立的过程进行分析,结果表明逆向进油会导致轴承供油不足,供油不足造成油膜不能完整建立,引起转子沉浮运动,从而可能引发轴颈不规则的低频的振动。