23.4. Исследования вибрации на работающем агрегате
На работающем турбоагрегате проводятся следующие виды вибрационных исследований:
а) Снятие контурной характеристики, представляющей собой зависимость вибрации от расположения точек измерения на поверхности опоры (корпуса, фундамента и т.п.). Контурная характеристика позволяет выявить такие нарушения, как отрыв фундаментной плиты, ослабление крепления анкерных болтов, появление трещин в фундаменте и пр. На рис. 23.5 показана простейшая схема расположения точек измерения и контурная характеристика вибрации опоры.
Рис. 23.5. Контурная характеристика вибрации опоры
б) Снятие частотной характеристики – определение зависимости вибрации от частоты вращения. Частотная характеристика позволяет определить критические частоты валопровода, выявить резонансные явления вблизи рабочей частоты вращения, определить характер неуравновешенности ротора. Частотные характеристики (АФЧХ) снимаются для вертикальной и поперечной компонент на опорах одного или двух роторов. Измерения вибрации проводятся через 30-100 об/мин до уровня 1,1nном, а также при развороте ротора и при его выбеге (рис. 23.6).
Рис. 23.6. Вид кривой выбега валопровода турбоагрегата:
1 - норма; 2 - наличие сухого трения (задевания в элементах валопровода)
в) Влияние крутящего момента на вибрацию обнаруживается в основном при дефектах подвижных муфт и при ослаблении жесткости опор под действием реактивного момента статора. Для этого производят быстрое ступенчатое разгружение агрегата сначала до половины первоначальной нагрузки, а затем – до холостого хода.
г) Определение влияния магнитного поля на вибрацию производится для обнаружения витковых замыканий, а также электромагнитных причин вибрации двойной оборотной частоты. Процедура проверки состоит в быстром подъеме и снятии возбуждения в роторе генератора на холостом ходу. Запись вибрации проводят в одной-двух точках на опорах генератора с возбуждением и без него.
д) Влияние теплового состояния турбины на вибрацию определяют при пуске турбоагрегата из холодного состояния и при его останове. Замеры вибрации опор проводят при всех изменениях нагрузки. Одновременно контролируются тепловые расширения цилиндров, зазоры, относительные расширения роторов, температурный режим в контролируемых точках цилиндров.
23.5. Примеры неполадок, приводящих к повышенной вибрации после ремонта
Пример 1. Турбина мощностью 200 МВт была остановлена персоналом электростанции в связи с повышением вибрации в подшипниках №1 и №2 на 2 мм/с от первоначального уровня в течение нескольких часов. Вибрация не вышла за пределы допустимых значений (около 4,5 мм/с). При ревизии муфты между РВД и РСД обнаружено, что из 12 призонных болтов 10 разорваны полностью и некоторые из них начали задевать за статорные детали. Своевременные действия персонала станции предотвратили тяжелейшую аварию.
Пример 2. После ремонта турбины мощностью 800 МВт на подшипниках, соседних с муфтой между роторами турбины и генератора, появилась вибрация оборотной частоты. Балансировка не дала результатов. В итоге была обнаружена коленчатость на муфте, о которой ремонтный персонал знал, но не устранил в процессе ремонта.
Пример 3. Повышенная вибрация часто наблюдается при попадании масла в центральное отверстие ротора. На турбине мощностью 35 МВт вибрация оборотной частоты на переднем подшипнике росла непрерывно и превышала допускаемые нормы. Оказалось, что в отверстии ротора попало около 250 мл масла, что привело к тепловому прогибу ротора. Аналогичная ситуация возникла в турбине, когда в центральном отверстии ротора в процессе ремонта было оставлено зубило.