ВИБРАЦИОННОЕ СОСТОЯНИЕ ТУРБОАГРЕГАТА

 

К основным причинам, вызывающим возникновение вибраций агрегата можно отнести следующее:

1. Динамическая неуравновешенность ротора

2. Нарушение центровки

3. Ослабление жесткости системы

4. Работа в области резонансных чисел оборотов

5. Потеря устойчивости вала на масляной пленке

6. Появление возмущающих сил электромагнитного происхождения (нарушение электромагнитной симметрии генератора, витковые замыкания в роторе и т.д).

Возникновение динамической неуравновешенности ротора может быть вызвано двумя причинами: перераспределение масс по окружности ротора, смещение главной центральной оси инерции ротора относительно оси его вращения. В обоих случаях возникает неуравновешенная центробежная сила, пропорциональная квадрату числа оборотов, вызывающая вибрацию оборотной частоты.

Причины неуравновешенности роторов турбин и генераторов могут быть:

1. Обрыв лопаток и бандажей,

2. разрушение дисков

3. некачественная балансировка при перелопачивании

4. перемотка роторов генераторов

5. неравномерный износ лопаток

6. солевой занос лопаточного аппарата и т.д.

 

Смещение оси инерции ротора относительно оси его вращения может возникнуть из-за ослабления посадки деталей на валу или прогиба вала. Прогиб ротора при сборке может возникнуть в результате перекоса шпонок относительно шпоночных пазов, в результате некачественно выполненной насадке дисков и т.д.

В процессе эксплуатации прогиб ротора может вызываться тепловой разбалансировкой, термической нестабильностью металла ротора, задеваниями в проточной части, а также неправильными режимами пуска и останова турбин.

Влияние центровки на вибрацию зависит от типа и состояния муфт. В случае загрязнения маслом, отложений шлама на рабочих поверхностях подвижных элементов муфты происходит резкое увеличение коэффициента трения между этими элементами – это может привезти к частичному или полному заклиниванию муфты. В этом случае соединенные роторы начинают работать со смещением центра тяжести относительно оси вращения, что и является причиной возникновения вибрации. В процессе эксплуатации расцентровка роторов возможна вследствие нарушения правильного теплового расширения цилиндров турбины – это явление связано с заклиниванием цилиндров на шпонках, упором в дистанционные болты, односторонним нагревом или охлаждением цилиндра. Наряду с неравномерным обогревом цилиндров вибрация может возникнуть вследствие неравномерного прогрева фундамента. Причиной, вызывающей неравномерный прогрев фундамента, может быть близкое расположение паропроводов и подогревателей, имеющих недостаточную или поврежденную изоляцию. Причиной возникновения вибраций при эксплуатации является просадка выхлопных патрубков турбины со встроенными в них подшипниками при наборе вакуума, а также отвеса циркуляционной воды, находящейся в водяных камерах конденсатора.

 

При эксплуатации ослабления жесткости может быть вызвано следующими причинами:

1. ослаблением взаимного крепления составных частей опоры ротора

2. отрывом стула подшипника от фундаментной плиты

3. нарушением связи между стулом подшипника и опирающимся на него цилиндром турбины

4. нарушением связи между цилиндром турбины и его опорами на фундаменте

5. появлением трещин в фундаменте

 

Указанные выше явления могут возникнуть в результате недоброкачественного монтажа или сборки после ремонта, а также из-за нарушения нормальных тепловых расширений турбин. Отрыв стула подшипника от фундаментной плиты вызывается конструктивными дефектами соединения его с цилиндром турбины.

Возникновение низкочастотной вибрации зависит от температуры масла, окружной скорости шейки вала и удельного давления на подшипник. Уменьшение удельного давления на подшипник может быть вызвано:

1. износом баббита нижней половины вкладыша и увеличением вследствие этого площади опоры вала.

2. Уменьшением нагрузки от ротора на подшипник из-за дефектов соединительных муфт или неправильного теплового расширения цилиндров.

3. Неправильной очередностью открытия регулирующих клапанов.

 

Особую группу причин, вызывающую вибрацию турбоагрегата составляют возмущающие электромагнитные силы. Эти силы являются следствием нарушения электромагнитной симметрии генератора и существенно зависят от электрической нагрузки.

Нарушения электромагнитной симметрии генератора может быть вызвано:

1. Неравномерностью воздушного зазора между статором и ротором.

2. Периодическим изменением силы магнитного притяжения между ротором и статором.

Основными причина появления неравномерно воздушного зазор являются:

1. Естественный прогиб ротора под действием собственного веса и смещение его в процессе центровки с ротором турбины