某57MW汽轮发电机组油膜涡动问题分析与处理

油膜涡动是汽轮机常见故障之一,在运行时发生涡动会对设备造成一定损伤。本文以57MW汽轮发电机组为例,阐述机组在A修后发生#3轴承振动异常上升现象,通过分析振动特征数据、运行调整实验,准确判断出油膜涡动故障。通过轴瓦修刮、中心调整,提高轴承稳定能力,维持合适的油膜厚度,最终消除油膜涡动故障,保障了汽轮发电机组的稳定运行。

燃气轮机转子-轴承系统的油膜涡动分析

建立了不平衡双盘转子-油膜轴承系统模型来分析某型燃气轮机转子-轴承系统的整体动力学特性,根据实际燃气轮发电机组的运行参数和结构特征,选取合理的参数,采用数值方法分析了在平稳升速过程中系统涡动的扩展过程,表明涡动的发展可分为三个阶段:(1)稳定的惯性同步涡动阶段;(2)油膜涡动的积累阶段,即振动能量由惯性涡动向半速油膜涡动迁移;(3)油膜振荡锁频阶段。分析了不平衡量对系统幅频特性和涡动扩展过程的影响,揭示了油膜振荡的跳跃特性。分析结果在多个实验研究文献中得到证实,表明所建立的模型可以用来分析燃气轮机转子系统的整体动力学特性。

基于HHT的旋转机械油膜涡动和油膜振荡故障特征分析

将一种新的非平稳信号处理方法,即Hilbert-Huang(HHT)变换方法用于油膜涡动和油膜振荡的检测和时频分析。该方法先用经验模态分解(empirical mode decompo-sition,EMD)提取信号的固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量,再对IMF作Hilbert变换求瞬时频率和幅值。该方法在早期油膜涡动中能够更加清晰地发现涡动二分频的存在,放大了涡动的故障特征,为早期故障诊断提供了方便。HHT时频分析能够定量刻画转子系统油膜涡动故障的快速发展过程,能够准确检测出油膜涡动故障产生的时间、频率和幅值信息,为故障诊断提供了时间方面的准确信息。试验数据分析验证了该方法的有效性。

碰摩转子轴承系统非线性振动特征的实验研究

建立了转子碰摩故障的实验装置,通过实验研究了转子系统碰摩故障的非线性振动特征,发现对油膜力影响较小的系统,转定子碰摩使系统产生了半频及高频分量,而对于滑动轴承支撑的系统,较小的碰摩间隙使得系统在油膜涡动之前产生碰摩,系统产生了丰富的高频分量;当碰摩间隙较大时,碰摩在油膜涡动之后发生,此时碰摩对系统的影响很小,轴承油膜力对系统的影响最大·

基于K-L散度的EMD虚假分量识别方法研究

经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)以其自适应的滤波特性和多分辨率在很多非线性研究领域得到广泛应用,但在分解过程中常会出现虚假分量。针对此问题,基于信息论的知识提出利用K-L散度(Kullback-Leibler divergence,K-L)的虚假分量识别方法。该方法先将原始信号分解成若干个本征模态函数(intrinsic modefunction,imf),再分别计算原始信号与imf分量之间的K-L散度,然后将所求的K-L散度值从小到大排序,对应于较大K-L散度值的imf分量被视为虚假分量,可以去除。实验证明,该方法能够明显地区分出真实信号与虚假分量,准确而快速的得到信号的真实成分,消除虚假分量的影响。

裂纹和油膜耦合故障转子周期运动分岔分析

利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶算法,研究了裂纹和油膜涡动耦合故障转子周期运动的分岔及失稳方式。研究发现,在偏心量-转速参数域内,耦合故障转子与油膜涡动转子的同频周期运动分岔失稳规律基本相同,在较大和较小的偏心量作用下,转子同频周期运动以倍周期分岔形式失稳,在适中的偏心量下,同频周期运动经Hopf分岔形式失稳。在裂纹深度-转速参数域内,耦合故障转子同频周期运动和倍周期运动的分岔失稳规律基本相同,随着裂纹深度加大,失稳转速降低,稳定性变差,但幅度并不明显。

超超临界1000MW机组油膜涡动故障分析和处理

某电厂国产超超临界1 000MW汽轮发电机组在调试启动中发生强烈的低频油膜涡动故障,油膜涡动发生在中压3、4号可倾瓦轴承。通过对振动特征和安装数据的分析,判断机组增加顶轴油管等因素导致轴承自位能力和稳定性降低是引起油膜涡动的主要原因。通过修改顶轴油管道布置,并对4号轴承标高和顶隙进行调整,消除了机组油膜涡动故障。

应用谐波小波包提取转子故障特征方法

为消除转子转速变化时各节点中倍频分布的随机性,提出一种应用谐波小波包技术提取转子故障特征参数方法.该方法首先依据尺度变换思想对原始振动信号进行重采样,然后应用谐波小波包技术将重采样信号分解到给定层上,最后提取各个节点的谐波小波包系数能量值作为故障诊断的特征参数.通过对油膜涡动实验数据的处理和分析,观察到不同转速下节点倍频分布与能量分布具有了统一的物理意义.转子故障诊断实验中,对转子不平衡、不对中、动静碰摩、油膜涡动故障的分类准确率达91.4%.表明应用该方法提取的特征参数,可以作为转子故障诊断的可靠依据.

不同载荷状态下可倾瓦轴承低频振动分析与比较

针对大型旋转机械可倾瓦轴承低频振动问题,通过联合求解轴承润滑和瓦块动力学方程,采用数值仿真方法分析了可倾瓦轴承瓦块的颤振现象,结合汽轮发电机组上发生的2种类型失稳故障实例,分析了油膜失稳和瓦块颤振2种故障振动特征.结果表明:油膜失稳和瓦块颤振都有可能导致可倾瓦轴承出现低频振动,这2种故障模式下所出现的失稳现象很相似,频率均为低频,幅值均随转速的升高而增大,很容易混淆;可倾瓦轴承轻载时容易出现油膜失稳故障,重载时容易出现瓦块颤振现象;油膜失稳时转轴振动和轴承振动较大,瓦块颤振时转轴振动较小而瓦块振动较大.

基于时频滤波的汽轮机半速涡动故障成分提取

汽轮机油膜涡动是滑动轴承失稳而产生的自激振动,其振动频率主要表征为转子转频的一半或略小。当油膜涡动频率等于转子一阶临界转速时会导致振动加剧,进而对汽轮机的稳定运行产生严重影响。Gabor变换是一种可逆的联合时频分布方法,其逆变换具有时域信号重构的能力。基于Gabor变换对850 MW汽轮机振动信号进行时频分析,显示反映轴系不稳定的半速涡动成分,进一步对该成分进行时频带通滤波,并基于Gabor逆变换予以时间重构,获取半速涡动成分的峰峰值量化指标,为汽轮机轴承油膜涡动故障提供诊断依据。

大型汽轮发电机组油膜失稳故障研究与分析

汽轮发电机组油膜失稳是现场常见的振动故障,一旦发生将产生严重的后果。通过分析油膜失稳故障案例,总结故障发生的主要原因有外界扰动过大、轴承标高不当、轴承间隙不适、轴承型式不当和润滑油温过低,分析了低频振动频率、振幅变化与运行参数关系及其他相关特征,给出故障处理措施。根据分析结果,提出了油膜失稳故障诊断的依据和预防油膜失稳故障的措施,为汽轮发电机组安全运行提供技术参考与借鉴。

滑动轴承油膜涡动及油膜振荡研究

对柔性滑动轴承系统进行了油膜涡动及油膜振荡的理论研究与实验分析。通过对涡动特性及振荡产生的机理分析,对系统建立相对坐标系,导出了轴的振动方程;从N-S方程导出了涡动状态下的雷诺方程,从而得到轴的径向力计算公式;通过对轴的振动分析,研究了油膜振荡的特征和油膜涡动的产生与轴承结构、润滑油及轴的几何尺寸关系,提出了防止油膜涡动及油膜振荡的措施。

基于ITD和WVD的旋转机械故障诊断方法

针对Wigner-Ville分布(WVD)分析多分量旋转机械故障振动信号存在交叉项干扰的问题,提出一种基于本征时间尺度分解(ITD)和WVD的旋转机械故障诊断方法。首先利用ITD将原始振动信号分解为若干个合理旋转(PR)分量,然后运用相关系数原则剔除其中的伪分量,再对每个真实的PR分量进行WVD分析,最后将分析结果重构并提取原信号的时频分布特征。仿真分析结果表明:该方法保留了ITD和WVD的优点,同时能有效抑制WVD的交叉项干扰,分析效果优于平滑伪Wigner-Ville分布(PWVD)。同时该文给出转子油膜涡动的故障诊断实例,验证了该方法的工程实用性。

油膜振荡及稳定性分析

油膜振荡是大型机电设备出现重大故障的主要原因.轴承的运转状态也直接影响设备运行的稳定性.本文主要对机电设备中出现油膜振荡的特征及稳定性分析的方法加以总结分析,得出油膜振荡及稳定运行的区域,以尽可能地避免油膜振荡的产生,提高机电设备的利用率和生产效率,增加设备运行的稳定性,减少设备的维修时间.

高速转子-轴承系统油膜涡动故障仿真研究

针对滑动轴承支撑下的转子轴承系统,建立了非线性油膜力作用下的转子轴承系统的动力学模型。应用非线性动力学理论对该系统进行了研究,应用数值积分方法得到系统的响应,利用幅频曲线、分岔图、三维谱图研究系统响应随偏心距的变化规律。为有效诊断滑动轴承支撑下的转子油膜涡动故障提供了理论依据。

剪切粘滞阻尼器抑制转子系统振动的实验研究

研究设计了一种具有高效减振效果的新型剪切式粘滞性阻尼器,并引入旋转机械中对转子不平衡、不对中、碰摩、油膜涡动等故障引起的振动进行控制研究。建立了转子实验台,应用该剪切粘滞阻尼器实验研究了转子系统在不同转速区由不平衡、不对中、碰摩及油膜涡动引起的振动、其减振效果和阻尼器安装位置对轴系振动的影响。实验结果表明,在不同转速区下,该剪切粘滞阻尼器能明显地降低转子系统由于不同频率故障引起的振动,为在线抑制转子振动提供了新技术。

汽轮发电机转子突发性振动问题分析

讨论运行中发电机转子产生突发性振动问题的机理、振动特点和诊断方法,并结合现场的分析处理实例予以阐述。认为突发性振动原因是运行中转子的油膜涡动和匝间短路、线圈膨胀受阻等引起的热不平衡。

半山1号燃气机组油膜涡动和油膜振荡分析及处理

对9F单轴式燃机发生在可倾瓦轴承上的油膜涡动和油膜振荡进行了介绍、分析和诊断。给出了引起汽机高中压转子油膜振荡的定性原因分析,提出了增大油孔、减少轴承宽度的处理措施,油膜振荡故障得到消除。

转子系统油膜涡动及油膜振荡故障特征分析

介绍了转子系统油膜涡动及油膜振荡的产生机理和故障特征。对转子实验台升速过程的振动信号进行了分析,揭示了转子系统油膜涡动和油膜振荡的发生过程。对典型油膜涡动和油膜振荡信号进行了时频分析,揭示出油膜涡动和油膜振荡的故障特征。

轴承振动对油膜涡动的影响分析与试验

为了研究轴承振动对油膜涡动的耦合影响,分析了轴承振动的运动机理,建立了轴承振动对油膜涡动影响的动力学方程,指出轴承振动将改变润滑油膜的边界条件,对润滑流场产生扰动,这一方面可能加剧油膜涡动,产生明显的半频振动波动;另一方面还可能改变油膜厚度,使油膜刚度发生变化,引起基频振动波动。随后在现场实际机组上进行了验证试验,结果表明:小型、轻载轴承振动对油膜涡动影响明显,会激发剧烈的基频和半频振动波动;但大型、重载轴承振动对油膜涡动的影响不大,只会引发一定程度的基频振动波动。