вибрация турбины

Информация о вибрациях ротора турбины, подшипниках турбины, методах ее измерения. Рассмотрены вибрации ротора на различных режимах работы турбины

Общие положения

Турбины испытывают влияние деформационных изменений, вызванных имеющимися температурами и давлениями. Эти изменения могут достигать значительной степени, особенно при запуске холодной или частично теплой машины, при изменении нагрузки или остановке.
Качество работы машины и его изменения в значительной степени зависят от вращающихся деталей, то есть роторов. Важнейшая предпосылка безопасной и исправной работы турбин состоит в том, чтобы  ни при каких обстоятельствах не происходил контакт между ротором и неподвижными частями машины, т.е. осевые и радиальные зазоры в машине в критических фазах эксплуатации должны систематически контролироваться путем измерения.

Поскольку изменения зазоров в турбинах вызваны не только статическими (т.е. под влиянием температуры и давления) медленно возникающими деформациями, но и динамическим влиянием вибраций ротора, для контроля работы важно зарегистрировать с помощью измерения как статические, так и динамические изменения посадки.

Статические расширения вызваны тепловым увеличением объема, термическими напряжениями и давлениями, в то время как вибрация вызвана прежде всего мгновенным состоянием неуравновешенности или перекосом ротора.

Измерения

Измерения для полного контроля за вибрациями можно разделить следующим образом:

  • измерение вибрации ротора
  • измерение вибрации подшипниковых опор

Измерение вибрации ротора

(относительная вибрация) – это контроль за динамическим движением ротора относительно неподвижных частей машины.

Измерение вибрации подшипниковых опор

(абсолютные вибрации) – измерения на подшипниковых опорах, прежде всего в тех местах, где проявляется реакция неуравновешенных сил ротора, на которую оказывают влияние жесткость опор и гасящее влияние масляной пленки.

Взаимная зависимость амплитуд относительной вибрации вала и абсолютной вибрации подшипниковых опор определяется местом измерения, рабочими условиями, конструкцией и оборотами турбоагрегата и находится в диапазоне 2:1 - 5:1 (максимум 10:1). При прохождении резонансной зоны это значение может намного увеличиваться.

Читайте также:  устройство для отсасывания масляных паров из маслобака

Понятия абсолютной и относительной вибрации изображены на следующих рисунках.

вибрация относительная и абсолютная

вибрация относительная и абсолютная

Абсолютная и относительная вибрация  изображены в упрощенной форме трехмассовой системы (вал-подшипниковая опора-фундамент).

Абсолютная вибрация – это вибрация, относящаяся к абсолютно неподвижной точке в пространстве.

Относительная вибрация (вибрация вала).

это различия между двумя движущимися частями. Амплитуда относительных колебаний, напр., в случае двух отдельных колебаний равной величины (вала и подшипника), зависит от взаимного фазового смешения  и может находиться в диапазоне между 0 (при фазовом смещении 0°) и максимальным значением (при фазовом смещении 180°). Полное представление о вибрации мы получим, если в одной измерительной плоскости вместо одного или двух отдельных колебаний оценивается  постоянно наибольшая амплитуда перемещения – независимо от формы и положения орбиты вала – как единственная определяющая измеряемая величина.

kolebaniya

Из примера на рисунке видно, что отдельные колебания S1 и S2 по сравнению с результирующим колебанием SR имеют разные значения. Только оценкой двух

смещенных на 90°по окружности вала зарегистрированных колебаний, включая фазовый угол, можно избежать ошибки при измерении, погрешность которого может составлять до 40 %. Величину ошибки при оценке измерений только в одном направлении в каждой измерительной плоскости указать невозможно.

Поэтому предусматриваются 2 смещенные на 90°датчика, чтобы оценить колебания вала в двух плоскостях. Всегда более высокое измеряемое значение (high read) вызывает сигнал. Посредством подключения по выбору (логика) можно факультативно выключить автомат безопасности.

Выключение автомата безопасности происходит, как только одна из измеряемых величин или по выбору обе превысят определенное предельное значение.

Рабочие режимы, которые специально контролируются измерением вибрации вала (относительная вибрация):

  • Режим с валоповоротным устройством для контроля теплового прогиба вала.
  • Режим прогревания.
  • Выход на обороты, включая оценку возможного резонансного увеличения при прохождении критических оборотов.
  • Режим загрузки и длительная эксплуатация для контроля изменений качества хода.
  • Вывод из эксплуатации, включая повышение вследствие резонанса
Читайте также:  редукционные охладительные установки ПТУ

Измеряемая величина для колебаний вала -  смещение колебаний (peak) в микрометрах (указатель максимального значения = простая амплитуда) Определение допустимой амплитуды относительного смещения колебаний для колебаний вала приведено в стандарте ISO 7919 «Вибрация машин без возвратно-поступательного движения - Измерения на вращающихся валах и критерии оценки состояния».

Оценка абсолютной вибрации подшипниковых опор определяется стандартом ISO 10816 «Оценка состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях», где приведена классификация различных типов машин, причем часть 3 касается турбин. Предельные значения указаны как значения скорости veff (мм/с). Скорость колебаний является произведением амплитуды и частоты колебаний, и это произведение, как показывает теория и опыт эксплуатации, не зависит от оборотов агрегата. Этот факт используется в указанном выше стандарте.

(Visited 4 063 times, 1 visits today)

Читайте также

Комментарии закрыты.