《汽輪機(jī)振動》課件

汽輪機(jī)振動汽輪機(jī)是電力生產(chǎn)的重要設(shè)備，其振動問題會影響運行安全和效率。課程概述課程目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)生深入理解汽輪機(jī)振動原理，掌握振動監(jiān)測與分析方法，并能夠有效預(yù)防和控制振動故障。課程內(nèi)容涵蓋汽輪機(jī)振動源頭、振動特性、振動測量、振動分析、振動控制、振動故障診斷、預(yù)防和維修等內(nèi)容。課程方法理論講解、案例分析、實驗操作相結(jié)合，注重實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)。課程意義汽輪機(jī)振動是影響機(jī)組安全運行的關(guān)鍵因素，掌握相關(guān)知識和技能對保障電力生產(chǎn)安全至關(guān)重要。汽輪機(jī)振動的源頭及特點汽輪機(jī)振動是旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見的故障，會影響設(shè)備運行的安全性和效率。汽輪機(jī)振動的源頭主要包括機(jī)械不平衡、氣動不穩(wěn)定、潤滑不良、安裝誤差等。汽輪機(jī)振動的特點包括振幅、頻率、相位等。了解汽輪機(jī)振動的源頭及特點，可以幫助我們更好地分析和解決振動問題。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是汽輪機(jī)的核心部件，其振動對汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。1轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻，造成離心力不平衡2轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)子存在彎曲變形，造成旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力3軸承間隙軸承與轉(zhuǎn)子之間間隙過大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子運動不穩(wěn)定4汽封泄漏汽封泄漏導(dǎo)致蒸汽沖擊轉(zhuǎn)子，造成振動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動的測量轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動的測量是診斷和評估其運行狀況的關(guān)鍵步驟。測量方法包括：振動傳感器（加速度計、速度計、位移傳感器）和信號采集系統(tǒng)。100點通常需要在多個關(guān)鍵位置安裝傳感器，以獲得全面的振動數(shù)據(jù)。1KHz傳感器采集的振動信號通常包含從低頻到高頻的各種頻率成分。20dB振動信號的幅值通常以分貝（dB）表示，用于評估振動的嚴(yán)重程度。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動的分析頻率分析確定振動頻率，判斷是否與轉(zhuǎn)速相關(guān)。振幅分析評估振動幅值，判斷振動嚴(yán)重程度。相位分析分析不同位置的振動相位，確定振動源。頻譜分析識別振動信號中的頻率成分，分析振動原因。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動的控制平衡平衡轉(zhuǎn)子以減少由于質(zhì)量不平衡引起的振動。調(diào)整調(diào)整轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和負(fù)載以避免共振。潤滑確保軸承和密封件有充足的潤滑來減少摩擦和振動。維護(hù)定期檢查和維護(hù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以檢測并解決潛在的振動問題。殼體系統(tǒng)的振動1定義殼體系統(tǒng)是指汽輪機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼、缸體、支架等。殼體系統(tǒng)的振動是指這些結(jié)構(gòu)在運行過程中產(chǎn)生的機(jī)械振動。2來源殼體系統(tǒng)的振動主要由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動傳遞而來，同時也會受到外界因素的影響，例如風(fēng)荷載、管道振動等。3影響殼體系統(tǒng)的振動會影響汽輪機(jī)的穩(wěn)定運行，甚至可能造成設(shè)備損壞。因此，需要對其進(jìn)行監(jiān)測和控制。殼體系統(tǒng)振動的測量殼體系統(tǒng)振動的測量是汽輪機(jī)運行狀態(tài)監(jiān)測的重要手段之一。振動測量可以幫助我們了解殼體的振動頻率、振幅和振動方向等信息。殼體系統(tǒng)振動測量的主要方法包括：加速度計、速度計、位移計等。加速度計是一種常見的振動測量傳感器，它可以測量物體在振動時的加速度。速度計可以測量物體在振動時的速度。位移計可以測量物體在振動時的位移。除了以上三種傳感器之外，還可以使用一些其他的振動測量技術(shù)，例如：聲學(xué)測量、激光測量等。殼體系統(tǒng)振動的分析11.振動頻率分析分析殼體振動頻率，識別主要振動源，判斷振動類型。22.振動幅值分析測量殼體振動幅值，判斷振動程度，評估設(shè)備安全風(fēng)險。33.振動模式分析確定殼體振動模式，分析振動傳遞路徑，查找振動源位置。44.振動趨勢分析分析殼體振動趨勢，判斷振動變化規(guī)律，預(yù)測潛在故障。殼體系統(tǒng)振動的控制汽輪機(jī)殼體振動對機(jī)組安全運行至關(guān)重要，需要采取有效措施進(jìn)行控制。1監(jiān)測與診斷實時監(jiān)測殼體振動狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常。2振動源抑制分析振動源，采取針對性措施，降低振源強(qiáng)度。3結(jié)構(gòu)優(yōu)化優(yōu)化殼體結(jié)構(gòu)，提高抗振能力。4隔振措施采用隔振器降低振動傳遞。通過這些措施，可以有效控制殼體系統(tǒng)振動，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運行。軸承系統(tǒng)的振動軸承類型滑動軸承和滾動軸承是汽輪機(jī)中常用的兩種軸承類型。它們對轉(zhuǎn)子的支撐和運行至關(guān)重要。軸承的磨損、潤滑不足、安裝精度等都會導(dǎo)致振動。振動特點軸承系統(tǒng)的振動頻率通常較高，并且振動幅值會隨著軸承磨損的增加而增大。振動影響軸承振動會影響汽輪機(jī)運行的平穩(wěn)性，并會導(dǎo)致軸承的快速磨損，甚至引起故障。軸承系統(tǒng)振動的測量傳感器類型振動傳感器位移傳感器溫度傳感器測量指標(biāo)振動幅值、頻率軸承間隙、軸承位移軸承溫度測量位置軸承座、軸承外殼軸承內(nèi)圈、外圈軸承本體軸承系統(tǒng)振動的分析頻率分析軸承振動信號包含豐富的頻率信息，頻率分析可以識別軸承故障類型，比如滾珠軸承的頻率特征可以通過分析信號的頻譜，識別故障類型，如滾珠損壞、滾道損傷或軸承內(nèi)圈損傷等。時域分析時域分析可以觀察振動信號的時間變化趨勢，識別軸承振動信號的突變和沖擊現(xiàn)象，判斷軸承的健康狀況。軸承系統(tǒng)振動的控制1平衡旋轉(zhuǎn)軸的重量不平衡會導(dǎo)致振動2對中軸承和軸之間的對中不當(dāng)會導(dǎo)致振動3潤滑潤滑不足或潤滑不良會導(dǎo)致振動4安裝軸承的安裝方法也會影響振動控制軸承系統(tǒng)振動需要采用多項措施。包括定期檢查和維護(hù)，以確保軸承的潤滑狀態(tài)良好；采用適當(dāng)?shù)陌惭b方法，以確保軸承安裝牢固；及時更換磨損或損壞的軸承。管道系統(tǒng)的振動管道系統(tǒng)振動是汽輪機(jī)運行中常見的現(xiàn)象，它會對汽輪機(jī)運行的安全性和可靠性造成負(fù)面影響。管道系統(tǒng)振動主要由流體動力學(xué)因素、結(jié)構(gòu)因素、安裝因素等引起。1流體動力學(xué)因素流體速度、壓力變化、流體特性等。2結(jié)構(gòu)因素管道尺寸、材質(zhì)、支架設(shè)計等。3安裝因素管道對接、固定方式、管道走向等。管道系統(tǒng)振動會導(dǎo)致管道疲勞、斷裂、泄漏等問題，影響汽輪機(jī)安全運行。因此，需要采取措施抑制管道系統(tǒng)振動。管道系統(tǒng)振動的測量測量點測量參數(shù)儀器管道連接處振動幅值、頻率振動傳感器管道支架振動幅值、頻率振動傳感器管道內(nèi)部流體壓力、流量壓力傳感器、流量計管道系統(tǒng)振動測量主要包括振動幅值、頻率、流體壓力和流量等參數(shù)。通過振動傳感器、壓力傳感器和流量計等儀器進(jìn)行測量。管道系統(tǒng)振動的分析頻譜分析分析管道系統(tǒng)振動信號的頻率成分，識別振動源。時域分析觀察管道系統(tǒng)振動信號隨時間變化的規(guī)律，判斷振動模式。模態(tài)分析確定管道系統(tǒng)振動模式，評估結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。管道系統(tǒng)振動的控制1隔振采用隔振器降低管道振動傳遞到周圍結(jié)構(gòu)。彈性隔振器阻尼隔振器2阻尼在管道上安裝阻尼材料，吸收振動能量。阻尼涂層阻尼器3優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化管道結(jié)構(gòu)和布局，減少共振頻率，降低振動。改變管道形狀增加支撐點冷卻系統(tǒng)的振動1循環(huán)泵冷卻水泵的振動會導(dǎo)致管道振動2冷卻水塔塔體振動會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動3換熱器換熱器殼體振動會導(dǎo)致冷卻水管道振動冷卻系統(tǒng)振動主要來源于循環(huán)泵、冷卻水塔和換熱器，這些振動會傳遞到管道系統(tǒng)和其他設(shè)備，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。冷卻系統(tǒng)振動的測量冷卻系統(tǒng)振動測量旨在監(jiān)測冷卻系統(tǒng)中的振動情況，了解其振動頻率、幅度和相位等參數(shù)，以便判斷冷卻系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在的振動問題，并采取相應(yīng)的措施來防止事故的發(fā)生。冷卻系統(tǒng)振動測量通常采用振動傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來進(jìn)行。振動傳感器可以安裝在冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，例如管道、泵、風(fēng)機(jī)等，以采集振動信號。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以將振動信號進(jìn)行數(shù)字化處理，并存儲到數(shù)據(jù)庫中。通過分析振動數(shù)據(jù)，可以判斷冷卻系統(tǒng)的運行狀態(tài)，例如是否存在振動過大、共振等問題。冷卻系統(tǒng)振動的分析頻譜分析利用頻譜分析儀，可以識別振動信號中的不同頻率成分。每個頻率成分對應(yīng)不同的振動源，例如，泵的轉(zhuǎn)速、葉輪的旋轉(zhuǎn)頻率、管道的共振頻率等。通過分析頻譜圖，可以確定振動產(chǎn)生的原因。時域分析通過觀察振動信號隨時間的變化，可以了解振動趨勢、振動幅值變化等信息?？梢耘袛嗾駝邮欠穹€(wěn)定、是否逐漸加劇、是否有突發(fā)性振動等。冷卻系統(tǒng)振動的控制冷卻系統(tǒng)是汽輪機(jī)的重要組成部分，其振動會影響汽輪機(jī)運行的穩(wěn)定性和安全性。1振動源分析識別冷卻系統(tǒng)振動的源頭。2振動抑制采用減振措施，例如隔振器、阻尼器等。3運行參數(shù)優(yōu)化調(diào)整冷卻水流量、壓力等參數(shù)。4設(shè)備維護(hù)定期檢查、清潔冷卻系統(tǒng)設(shè)備。振動故障診斷11.數(shù)據(jù)分析分析振動信號，確定故障類型、部位和程度。22.專家經(jīng)驗結(jié)合經(jīng)驗和歷史數(shù)據(jù)，判斷故障原因并制定解決方案。33.模擬仿真建立模型，模擬故障場景，驗證診斷結(jié)果。44.診斷儀器使用專業(yè)的振動監(jiān)測儀器，獲取準(zhǔn)確的振動數(shù)據(jù)。振動故障的預(yù)防定期維護(hù)定期檢查和維護(hù)汽輪機(jī)，發(fā)現(xiàn)并解決潛在的振動問題，防止故障發(fā)生。合理操作按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，避免超負(fù)荷運行，降低振動產(chǎn)生的可能性。優(yōu)化設(shè)計在設(shè)計階段采用抗振動措施，例如使用減振器、防振墊等，降低振動水平。振動監(jiān)測安裝振動傳感器，實時監(jiān)測汽輪機(jī)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常振動，采取措施。振動故障的維修1故障定位首先，確定故障源，明確故障類型，是軸承磨損、葉片松動、還是其他問題。2故障排除針對故障原因進(jìn)行維修，例如更換軸承、緊固葉片、調(diào)整平衡。3性能測試完成維修后，對汽輪機(jī)進(jìn)行測試，確保振動水平降至正常范圍內(nèi)。振動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)實時監(jiān)測實時采集汽輪機(jī)運行數(shù)據(jù)，包括振動、溫度、壓力等參數(shù)，并進(jìn)行實時分析。故障預(yù)警基于歷史數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗，建立故障預(yù)警模型，及時識別潛在的故障風(fēng)險。診斷分析通過分析振動信號，識別振動源，判斷故障類型，并提供診斷報告。遠(yuǎn)程監(jiān)控實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，方便工作人員及時掌握設(shè)備運行狀態(tài)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和處理。實際案例分析通過實際案例分析，深入理解汽輪機(jī)振動故障的診斷和處理方法。例如，分析汽輪機(jī)軸承