一種大型汽輪機轉動部件脫落故障定位方法

2023-10-21 05:09:47

專利名稱：一種大型汽輪機轉動部件脫落故障定位方法
技術領域：
本發明涉及一種大型汽輪發電機組突發性振動故障中的轉動部件斷裂和脫落故 障定位方法。
背景技術：
隨著節能減排的要求和技術的進步，汽輪機往高參數、大容量方向發展，使得汽輪 發電機組轉動部件在運行中承受更為巨大的離心力，工作環境更為複雜和惡劣；且由於設 備生產周期緊、材料設計製造缺陷、複雜的運行條件以及運行操作不當，汽機的轉動部件的 斷裂和脫落事故時有發生，對機組的安全運行構成了嚴重威脅，輕則造成機組振動異常、停 運，重則發生災難性的設備損壞事故。據不完全統計，某廠生產的汽輪機低壓末次葉片圍帶 脫落斷裂事故已發生10臺次以上，嚴重影響安全生產和經濟效益。對這一振動故障進行迅 速和準確的診斷，分析計算出機組轉動部件飛落的軸向位置和質量，再提出合理的治理措 施，可有效提高機組運行的安全性和經濟性，對避免重大事故的出現具有重大意義。靠背輪錯位振動故障與轉動部件脫落故障，所引起的振動特徵有部分相似性，如 突發性、振動呈階躍變化、振動變化後就穩定等，這增加正確診斷突發性振動故障的難度。

發明內容
為解決現有汽輪機的突發性振動故障識別問題，本發明提供了一種汽輪機轉動部 件脫落故障定位方法，其通過機組振動不平衡響應特性和諧分量動平衡法，給出了脫落故 障定位的軸向位置、質量的公式，能夠精確診斷出轉動部件脫落故障。汽輪發電機組軸系上易發生斷裂的部件主要有轉子葉片、圍帶、平衡塊、靠背輪上 的擋風板等部件。轉動部件失重引起軸系振動的變化量是故障診斷的關鍵，本發明結合諧 分量、影響係數動平衡法，考察失重的不平衡響應特性，推導出失重的位置和質量，並進一 步辨識靠背輪錯位振動故障。大型汽輪發電機組都配有在線振動監測保護系統(TSI)和故障診斷系統(TDM)， 在各個軸承附近安裝2個渦流傳感器監測機組軸振動，本發明根據TSI和TDM測試得到的 振動不平衡響應數據，轉子跨度內失重由下式得出軸系軸向定位位置計算公式
權利要求
1. 一種大型汽輪機轉動部件脫落故障定位方法，其特徵在於在汽輪機的各個軸承附近 安裝渦流傳感器監測機組軸振動，根據在線振動監測保護系統和故障診斷系統測試得到的 振動不平穩響應數據，通過機組振動不平衡響應特性和諧分量動平衡法，得到轉動部件脫 落軸向定位位置的計算公式為
2.根據權利要求1大型汽輪機轉動部件脫落故障定位方法，其特徵在於轉動部件飛脫質量的計算公式為
3.根據權利要求1或2所述的大型汽輪機轉動部件脫落故障定位方法，其特徵在於 Δ^^ΡΔ^根據機組振動在線監測保護系統得到或通過實際測量獲得，i/Pi,根據同類型 機組加重影響數據經驗積累得到。
4.根據權利要求1所述的大型汽輪機轉動部件脫落故障定位方法，其特徵在於引入了 工程實際應用的修正因素和辨識具體軸向位置的正交判斷準則。
5.根據權利要求3所述的大型汽輪機轉動部件脫落故障定位方法，其特徵在於根據振 動變化量的反相分量和同相分量的比例關係來直接判斷失重軸向位置、辨識靠背輪錯位和 失重故障。
全文摘要
本發明公開了一種大型汽輪發電機組轉動部件脫落故障定位方法。在進行汽輪機突發振動故障診斷時，辨識是否存在轉動部件脫落故障是主要內容，目前汽輪機轉動部件的斷裂和脫落事故時有發生，對機組的安全運行構成了嚴重威脅。本發明的特徵在於結合振動變化量和振動變化量的不平衡響應特性，給出了轉動部件脫落軸向定位位置計算公式、飛脫質量計算公式、轉動部件脫落判據準則，並引入實際工程應用修正因素，對轉動部件脫落故障進行辨識計算。在此基礎上，可對軸系靠背輪失重和錯位故障進行進一步的辨識，為突發振動故障診斷提供依據，確保診斷的正確性。
文檔編號G01M1/22GK102095561SQ20101057150
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者吳文健, 應光耀, 童小忠 申請人:浙江省電力試驗研究院