汽輪發(fā)電機(jī)組不平衡故障診斷(二)
作者: 時(shí)間:2021-03-15 點(diǎn)擊率:56
1.轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡
原始質(zhì)量不平衡指的是轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)之前在轉(zhuǎn)子上已經(jīng)存在的不平衡。它們通常是在加工制造過程中產(chǎn)生的,或是在檢修時(shí)更換轉(zhuǎn)動(dòng)部件造成的。
(1)故障機(jī)理分析
轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡故障產(chǎn)生的機(jī)理是,轉(zhuǎn)子的各橫截面的質(zhì)心連線與各截面的幾何中心的連線不重合,從而使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí),各截面離心力構(gòu)成一個(gè)空間連續(xù)力系,轉(zhuǎn)子的撓度曲線為一連續(xù)的三維曲線。這個(gè)空間離心力系和轉(zhuǎn)子的撓度曲線是旋轉(zhuǎn)的,其旋轉(zhuǎn)的速度與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相同,從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生工頻振動(dòng)。
(2)故障特征分析
當(dāng)轉(zhuǎn)子有質(zhì)量不平衡故障時(shí),在不平衡力的作用下轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)的主要特征有:
①轉(zhuǎn)子的振動(dòng)是一個(gè)與轉(zhuǎn)速同頻的強(qiáng)迫振動(dòng),振動(dòng)幅值隨轉(zhuǎn)速按振動(dòng)理論中的共振曲線規(guī)律變化,在臨界轉(zhuǎn)速處達(dá)到Max。因此,轉(zhuǎn)子不平衡故障的突出表現(xiàn)為一倍頻振動(dòng)幅值大,同時(shí)出現(xiàn)較小的高次諧波,其頻譜分布呈所謂的“橄樹形”
②在一定的轉(zhuǎn)速下,振動(dòng)的幅值和相位基本上不隨時(shí)間發(fā)生變化;
③軸心運(yùn)行軌跡為圓形或橢圓形;
④動(dòng)態(tài)下,軸線彎曲成空間曲線,并以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速繞靜態(tài)軸心線旋轉(zhuǎn)。
這種不平衡的特點(diǎn)除了上面介紹的振幅和相位的常規(guī)特征外,它的顯著特征是“穩(wěn)定”,這個(gè)穩(wěn)定是指在一定的轉(zhuǎn)速下振動(dòng)特征穩(wěn)定,振幅和相位受機(jī)組參數(shù)影響不大,與升速或帶負(fù)荷的時(shí)間延續(xù)沒有直接的關(guān)聯(lián),也不受啟動(dòng)方式的影響。具體所測(cè)的數(shù)據(jù)中,在同一轉(zhuǎn)速,工況相差不大時(shí),振幅波動(dòng)約20%,相位在10°~20°范圍內(nèi)變化的工頻振動(dòng)均可以視為是穩(wěn)定的。
對(duì)于新機(jī)組,原始不平衡在 第 一 次升速就會(huì)顯現(xiàn)出來,在對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行任何處理之前的升降速振動(dòng)數(shù)據(jù)中,特征重復(fù)性很好。
大修后的機(jī)組,如果較大修前工頻振動(dòng)變大,則表明大修中必然動(dòng)過轉(zhuǎn)子部件,如換葉片、拔護(hù)環(huán)等。反之,如果轉(zhuǎn)子上的部件沒有任何變動(dòng)而出現(xiàn)了工頻振動(dòng)大的情況,則應(yīng)仔細(xì)分析原因。