摩擦振动发生的原因有哪些
大型汽轮机的转子和缸体体积大、质量大,因此其柔性大。出于经济性考虑,密封间隙被控制得相对较小,这使得摩擦振动在这类机组中频繁发生。
摩擦是机组常见的振动故障之一,往往很剧烈,传播很快。如果动静接触产生的热应力超过了材料的屈服极限,也会造成转子的永久弯曲。转子弯曲有相当一部分是动静摩擦引起的,有些轴故障事故直接或间接与摩擦振动有关。因此,识别摩擦振动的特征并及时采取正确的措施是非常必要的。
动静接触最常发生在轴封和隔膜密封中。汽封是密封蒸汽的装置。按其位置可分为端封(也叫轴封)、隔板密封和叶片密封。端封位于汽缸和转子之间,以减少汽缸的蒸汽泄漏或空气进入汽缸;汽封在转子和隔板之间的间隙之外,以减少蒸汽漏入隔板;在动叶片的端部,在轮盘的圆周上,在隔板体的轴向和径向位置,挡汽片称为叶片汽封。
轴封和隔板密封之间的动静接触会造成转子温度的不对称,从而导致转子的热弯曲。而叶片压盖处的动静接触对转子温度的影响很小,不会产生摩擦振动。
此外,挡油板、轴瓦、发电机端盖、密封瓦和其他部件都可能与转子接触。动静触头的发生与结构、维护和运行的原因有关。
01结构性原因
有些低压缸刚性低,充水、抽真空、加热后容易变形。
密封段较长或密封靠近跨中转子跨中挠度较大的位置。
钢压盖或弹簧压盖,摩擦时不易脱离。
隔膜变形。
如果机组的灵敏度高,轻微的动静接触都会反映在振动中。
02维护原因
(1)动静间隙调整不当。
如片面追求经济性,不当减少间隙,造成动静接触。比如一台600MW机组,投运后不能满负荷运行,检修时高缸与中缸间隙减小不当,导致启动后甚至达不到3000r/min。后来重新检查了一些轴封间隙,发现有些地方间隙甚至为零。
厂家提供的间隙值更多是出于机组经济性的考虑。根据这样的间隙值调整,不能完全避免动态和静态接触。比如低压缸隔膜密封的安装间隙一般在1mm左右,但运行中缸体下沉可达几毫米。
由于安装时很难把握一个合理的间隙,新机启动和机组大修后容易发生摩擦振动。
(2)对齐不良。
(3)滑销系统卡涩造成气缸变形和偏差。
03操作原因
(1)汽缸偏差或基础不均匀下沉。
(2)蒸汽温度的变化。
如果蒸汽温度变化太剧烈,会引起静止部件的变形。因此,温度的变化必须控制在合理的范围内。
(3)气缸进水和保温不良。
通过蒸汽管或抽汽管进入汽缸的水会急剧冷却汽缸壁。这样一来,上下缸的温差就会很大,缸体就会“拱起”(弯曲)。这将引起严重的摩擦,并对流道中的部件的安全构成威胁。气缸隔热不良也会导致气缸体变形。
(4)排气罩的快速加热和冷却。
在低负荷、低蒸汽流量条件下,排汽缸受热迅速,可能导致汽缸变形。如果洒水装置没有及时投入运行,可能会引起摩擦。
(5)密封损坏。
汽封系统进汽温度的剧烈变化或进水会使汽封变形或损坏。
(6)热身不充分。
当转子大幅摆动时,启动机器。
(7)剧烈振动。
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