透平压缩机的振动浅析

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shunlico

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博士

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电梯直达

1楼

发表于 2012-2-23 16:45 |只看该作者 |倒序浏览

一、振动的原因
　　1、开车运行后的振动
　　1.1原先在安装时电动机和大齿轮的同轴度完全根据设计要求来校正。由于机组启动电流大，瞬间扭力也很大，造成电动机有移位感。根据气温，设计要求安装时径向轴向误差允许在±0.02mm，我们严格照办。机组运行一段时间后再测，明显测得轴向无变动，而径向的水平方向走动了0.18～0.20mm左右。这说明机器在对中后走调的情况下运行，振动就会很大。　
　　1.2空气中带有腐蚀性气体的冷凝水造成转子（尤其是3～4级）、气封、扩压器、碳钢空气管道等腐蚀十分严重，产生空气涡流的振动。管道氧化物的被冲刷造成子平衡百战不殆，振动激烈，因此而被迫停车，此类事故已发生两次。
　　1.3频繁开停车对机组振动也有影响。由于客观条件不允许或机械故障被迫一年中开停多次，使转子平衡被破坏。停车时会把积在转子上的尘土或其他氧化物不均衡地脱落，破坏了转子的平衡。
　　2、检修后的振动
　　2.1齿轮偏载造成工频振动。透平机的转速很高，1～2级转速为15200rpm，3～4级为19200rpm，因而齿轮的精度要求也很高。保持较高的齿轮接触面很重要，在静态下检查齿轮接触面无法得到动态的实际接触情况，我们的做法是在静态下使接触面不低于85%。其中一台机组在检修时发现齿轮接触面差，一只新齿轮只运行两个多月就严重点蚀和大齿面剥落（一只大齿现价30万元左右）。机组振动很大，齿轮的损坏就呈恶性循环，难以挽救。
　　2.2油膜涡动引起的低频振动。轴承中的油膜在转轴和轴承间运行起着盗运和润滑作用，如轴承稳定性不好，会导致油膜半速涡动。我三透平机转速为19200，约在10000左右产生低频振动。低频振动产生与转子工作转速不合拍的激振力，对转子和轴寿命的影响程度超过工频振动的影响，它使转子振动总量增大，这历来被人们所禁忌。如低频值是工频值的105时，就应引起重视。我们原有的机器低频值大于工频值的5%，已造成严重后果。轴瓦的锡基合金多次剥落（其实是撞落），被迫停机。2级转子振裂落掉一块（累计运行了13442小时），约1.5mm2,3～4级转子轴头振断裂（累计运行11000小时）。更换两根转子要工几十万无，还直接影响生产。
　　二、消减振动的措施
　　1.采用不刮削或少刮削轴瓦
　　轴承是引起振动的关键所在，透平机的轴承（尤其是齿轮式压缩机）是解决三轴平行（水平方向和垂直方向）和轴交*度的根本。轴承若选得不当，会造成整机振动激烈，齿轮使用寿命缩短。同时瓦背与轴承座接触面的保证和轴瓦与压盖过盈量的恰到好处，也起着重要的保证作用。轴与轴瓦的接触，并不是传统上的认识，并非要达到60%。理论和实践证明，轴和轴瓦应是接触一条线，才能形成供液体润滑的油楔，但前后接触必须均匀。
　　轴承传统刮削工作效率低，质量行不到保证，检修工人劳动强度在，本科生低。我们大胆采用不刮削或少刮削轴瓦，也就是说从整体提高加工精度，使椭圆轴承大机床上加工成型，从而保证了透平机轴承的牲要求，也是消除油膜半波涡动的最好办法。可怕的半波涡动消除，机组安全、稳定、长期运行得到了保证，从而保证生产，降低备件消耗，大大减少检修工时。
　　2.操作管理对振动的控制
　　透平机一般情况开车时各指标正常，振动值不大，在长周期运行中变化不会太大，也不太可能造成机组的振动加大。但油温控制不理想，也会造成机组振动加大，出现异常。油温作为开车联锁的条件之一，在正常运行中，油温的稳定也能保证机组安全、稳定、长期运行。
　　油温度控制在40℃左右为最理想状态，因为回油温度一般在50～55℃，通过冷却可达到理想的油温，帮操作工要根据天气的冷热，早晨、中午、傍晚、半夜不断地调整油温，稳定油温，这样可对机组减少工频和低频振动。
　　三、监察分析
　　1994年12月，我们对三台H200透平压缩机配置了微机监测和诊断系统，在线动态监测机组的温度、压力、振动、流量等参数，用计算机才行数据采集和数据处理，实现了机组运行监测、信号处理、故障诊断以及机组历史资料管理等功能。
　　1.动态监察系统功能
　　机组运行监察，对空压机模拟测点信号，进行计算机实时监测，并有集中参数显示、小型显示、模拟图显示。
　　2.机组故障诊断
　　在频谱分析的基础上，利用模糊数学方法，根据其他信号变化的牲，对机组故障进行诊断。可诊断的常见故障为：转子不平衡，轴承座松动，箱体、支座松动，油膜涡动，油膜振荡，气流脉动等。
　　3.机组历史资料的管理与检索
　　对机组历史数据保存一个报警事件，可保存十次报警事件前五分钟的追忆数据。可保存一个朋内每天每个通道每一小时的数据，并都可打印、制表、输出。