旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動故障特征與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
機組振動故障的特征還與機組轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。進(jìn)行機組振動故障的診斷時,不僅僅要分析出故障的類別,其主要目的是找出引起振動故障的具體原因,這洋才能找到解決方法。例如在確定轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的振動故障時,確認(rèn)是否由轉(zhuǎn)子熱彎曲所引起是比較容易的,診斷的主要目的在于確定引起熱彎曲的具體原因,這樣才能處理解決,而這往往是很困難的。
但實踐表明,機組的結(jié)構(gòu)分析對振動故障診斷是非常重要的,因為機組的振動故障特征是與機組的結(jié)構(gòu)特點密切相關(guān)的,有的故障只能在某種結(jié)構(gòu)情況下才能產(chǎn)生,同一類故障在不同結(jié)構(gòu)形式的機組上其征兆有明顯的不同,如大型發(fā)電機組由于碰磨造成的熱彎曲,其振動響應(yīng)為基頻振動,沒有諧波分量或很小,因為彎曲造成的不平衡響應(yīng)遠(yuǎn)大于碰磨自身的響應(yīng),而在輕型轉(zhuǎn)子上發(fā)生碰磨現(xiàn)象時,諧波分量則非常豐富,因碰磨造成的轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定性增加;機組的振動傳遞持性與機組的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系;有的故障本身就是因為結(jié)構(gòu)有缺陷或結(jié)構(gòu)不合適而引起。
機組的結(jié)構(gòu)分析包含了機械結(jié)構(gòu)及不平衡響應(yīng)分析兩個方面。比如汽輪發(fā)電機組的機械結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,且千差萬別,不同型號的機組結(jié)構(gòu)各不相同,但還是有許多共同的部分,可以加以初步分類。例如:(1)支承方式:四支承,三支承;(2)軸承座型式:落地式,端蓋式,固定在排汽缸上;(3)聯(lián)軸器:剛性,撓性,半撓性等;(4)軸瓦型式:圓筒瓦,橢圓瓦,三油楔,可傾瓦等。其它還有汽缸膨脹的方式,轉(zhuǎn)子隔板汽封及端部汽封的型式等等。至于不平衡響應(yīng)分析,它主要包括工作轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速的裕度,故障部位不平衡響應(yīng)靈敏的分析等方面。
不同的結(jié)構(gòu)型式可能會引起不同的振動故障,例如以軸承座型式為例,落地式軸承標(biāo)***的變化只與軸承應(yīng)的溫度狀態(tài)有關(guān),而該溫度變化可按不同的機組近似地進(jìn)行估算,但座落在排汽缸上的軸承座,其標(biāo)***的變化除了與本身的溫度狀態(tài)有關(guān)外,還與排汽缸的變形有關(guān),還與排汽缸的溫度、排汽真空及排汽缸的剛度有關(guān),因此兩種軸承座型式會帶來不同的中心變化,在判斷振動故障是否由中心變化引起時必須要分析軸承座結(jié)構(gòu)會引起中心有多大的變化。再如發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸承為端蓋式或落地式時,其振動外特性及振動傳遞特性大不相同,對端蓋式軸承,必須要考慮振動通過定子外殼的傳遞,而落地式軸承則可忽略通過外殼的振動傳遞。
不同的支承型式對工作轉(zhuǎn)速及臨界轉(zhuǎn)速的裕度有不同的要求,三支承型式的轉(zhuǎn)子要求裕度較大.同一類故障,當(dāng)故障部位處于不平衡響應(yīng)敏感區(qū)時,其征兆與處于不敏感區(qū)時有很大的不同。例如動靜摩擦引起的振動故障,如摩擦部位處于轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)的敏感區(qū)時,則除了不平衡響應(yīng)的靈敏度大大增加外,影響該振動的相關(guān)量也明顯增加,此時潤滑油(密封油)的油壓、油溫、或影響機組中心變化的有關(guān)因素,有關(guān)轉(zhuǎn)子的運行參數(shù)也均成為影響振動的相關(guān)量。而摩擦部分一旦處于不敏感區(qū)時,相關(guān)量則明顯減少,且摩擦引起振動幅值及相位的變化特性也很不相同。