《汽輪機(jī)振動(dòng)》課件

汽輪機(jī)振動(dòng)汽輪機(jī)是電力生產(chǎn)的重要設(shè)備，其振動(dòng)問題會(huì)影響運(yùn)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(dòng)原理，掌握振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析方法，并能夠有效預(yù)防和控制振動(dòng)故障。課程內(nèi)容涵蓋汽輪機(jī)振動(dòng)源頭、振動(dòng)特性、振動(dòng)測(cè)量、振動(dòng)分析、振動(dòng)控制、振動(dòng)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(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，注重實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)。課程意義汽輪機(jī)振動(dòng)是影響機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素，掌握相關(guān)知識(shí)和技能對(duì)保障電力生產(chǎn)安全至關(guān)重要。汽輪機(jī)振動(dòng)的源頭及特點(diǎn)汽輪機(jī)振動(dòng)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見的故障，會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行的安全性和效率。汽輪機(jī)振動(dòng)的源頭主要包括機(jī)械不平衡、氣動(dòng)不穩(wěn)定、潤(rùn)滑不良、安裝誤差等。汽輪機(jī)振動(dòng)的特點(diǎn)包括振幅、頻率、相位等。了解汽輪機(jī)振動(dòng)的源頭及特點(diǎn)，可以幫助我們更好地分析和解決振動(dòng)問題。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是汽輪機(jī)的核心部件，其振動(dòng)對(duì)汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)的測(cè)量轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)的測(cè)量是診斷和評(píng)估其運(yùn)行狀況的關(guān)鍵步驟。測(cè)量方法包括：振動(dòng)傳感器（加速度計(jì)、速度計(jì)、位移傳感器）和信號(hào)采集系統(tǒng)。100點(diǎn)通常需要在多個(gè)關(guān)鍵位置安裝傳感器，以獲得全面的振動(dòng)數(shù)據(jù)。1KHz傳感器采集的振動(dòng)信號(hào)通常包含從低頻到高頻的各種頻率成分。20dB振動(dòng)信號(hào)的幅值通常以分貝（dB）表示，用于評(píng)估振動(dòng)的嚴(yán)重程度。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)的分析頻率分析確定振動(dòng)頻率，判斷是否與轉(zhuǎn)速相關(guān)。振幅分析評(píng)估振動(dòng)幅值，判斷振動(dòng)嚴(yán)重程度。相位分析分析不同位置的振動(dòng)相位，確定振動(dòng)源。頻譜分析識(shí)別振動(dòng)信號(hào)中的頻率成分，分析振動(dòng)原因。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)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(dòng)。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(rùn)滑確保軸承和密封件有充足的潤(rùn)滑來減少摩擦和振動(dòng)。維護(hù)定期檢查和維護(hù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以檢測(cè)并解決潛在的振動(dòng)問題。殼體系統(tǒng)的振動(dòng)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(dòng)是指這些結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)。2來源殼體系統(tǒng)的振動(dòng)主要由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞而來，同時(shí)也會(huì)受到外界因素的影響，例如風(fēng)荷載、管道振動(dòng)等。3影響殼體系統(tǒng)的振動(dòng)會(huì)影響汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至可能造成設(shè)備損壞。因此，需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。殼體系統(tǒng)振動(dòng)的測(cè)量殼體系統(tǒng)振動(dòng)的測(cè)量是汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要手段之一。振動(dòng)測(cè)量可以幫助我們了解殼體的振動(dòng)頻率、振幅和振動(dòng)方向等信息。殼體系統(tǒng)振動(dòng)測(cè)量的主要方法包括：加速度計(jì)、速度計(jì)、位移計(jì)等。加速度計(jì)是一種常見的振動(dòng)測(cè)量傳感器，它可以測(cè)量物體在振動(dòng)時(shí)的加速度。速度計(jì)可以測(cè)量物體在振動(dòng)時(shí)的速度。位移計(jì)可以測(cè)量物體在振動(dòng)時(shí)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(dòng)測(cè)量技術(shù)，例如：聲學(xué)測(cè)量、激光測(cè)量等。殼體系統(tǒng)振動(dòng)的分析11.振動(dòng)頻率分析分析殼體振動(dòng)頻率，識(shí)別主要振動(dòng)源，判斷振動(dòng)類型。22.振動(dòng)幅值分析測(cè)量殼體振動(dòng)幅值，判斷振動(dòng)程度，評(píng)估設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)。33.振動(dòng)模式分析確定殼體振動(dòng)模式，分析振動(dòng)傳遞路徑，查找振動(dòng)源位置。44.振動(dòng)趨勢(shì)分析分析殼體振動(dòng)趨勢(shì)，判斷振動(dòng)變化規(guī)律，預(yù)測(cè)潛在故障。殼體系統(tǒng)振動(dòng)的控制汽輪機(jī)殼體振動(dòng)對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行至關(guān)重要，需要采取有效措施進(jìn)行控制。1監(jiān)測(cè)與診斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)殼體振動(dòng)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。2振動(dòng)源抑制分析振動(dòng)源，采取針對(duì)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(dòng)傳遞。通過這些措施，可以有效控制殼體系統(tǒng)振動(dòng)，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。軸承系統(tǒng)的振動(dòng)軸承類型滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承是汽輪機(jī)中常用的兩種軸承類型。它們對(duì)轉(zhuǎn)子的支撐和運(yùn)行至關(guān)重要。軸承的磨損、潤(rùn)滑不足、安裝精度等都會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)。振動(dòng)特點(diǎn)軸承系統(tǒng)的振動(dòng)頻率通常較高，并且振動(dòng)幅值會(huì)隨著軸承磨損的增加而增大。振動(dòng)影響軸承振動(dòng)會(huì)影響汽輪機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，并會(huì)導(dǎo)致軸承的快速磨損，甚至引起故障。軸承系統(tǒng)振動(dòng)的測(cè)量傳感器類型振動(dòng)傳感器位移傳感器溫度傳感器測(cè)量指標(biāo)振動(dòng)幅值、頻率軸承間隙、軸承位移軸承溫度測(cè)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(dòng)的分析頻率分析軸承振動(dòng)信號(hào)包含豐富的頻率信息，頻率分析可以識(shí)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(hào)的頻譜，識(shí)別故障類型，如滾珠損壞、滾道損傷或軸承內(nèi)圈損傷等。時(shí)域分析時(shí)域分析可以觀察振動(dòng)信號(hào)的時(shí)間變化趨勢(shì)，識(shí)別軸承振動(dòng)信號(hào)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(dòng)的控制1平衡旋轉(zhuǎn)軸的重量不平衡會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)2對(duì)中軸承和軸之間的對(duì)中不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)3潤(rùn)滑潤(rùn)滑不足或潤(rùn)滑不良會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)4安裝軸承的安裝方法也會(huì)影響振動(dòng)控制軸承系統(tǒng)振動(dòng)需要采用多項(xiàng)措施。包括定期檢查和維護(hù)，以確保軸承的潤(rùn)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(shí)更換磨損或損壞的軸承。管道系統(tǒng)的振動(dòng)管道系統(tǒng)振動(dòng)是汽輪機(jī)運(yùn)行中常見的現(xiàn)象，它會(huì)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性造成負(fù)面影響。管道系統(tǒng)振動(dòng)主要由流體動(dòng)力學(xué)因素、結(jié)構(gòu)因素、安裝因素等引起。1流體動(dòng)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(jì)等。3安裝因素管道對(duì)接、固定方式、管道走向等。管道系統(tǒng)振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致管道疲勞、斷裂、泄漏等問題，影響汽輪機(jī)安全運(yùn)行。因此，需要采取措施抑制管道系統(tǒng)振動(dòng)。管道系統(tǒng)振動(dòng)的測(cè)量測(cè)量點(diǎn)測(cè)量參數(shù)儀器管道連接處振動(dòng)幅值、頻率振動(dòng)傳感器管道支架振動(dòng)幅值、頻率振動(dòng)傳感器管道內(nèi)部流體壓力、流量壓力傳感器、流量計(jì)管道系統(tǒng)振動(dòng)測(cè)量主要包括振動(dòng)幅值、頻率、流體壓力和流量等參數(shù)。通過振動(dòng)傳感器、壓力傳感器和流量計(jì)等儀器進(jìn)行測(cè)量。管道系統(tǒng)振動(dòng)的分析頻譜分析分析管道系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)的頻率成分，識(shí)別振動(dòng)源。時(shí)域分析觀察管道系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)隨時(shí)間變化的規(guī)律，判斷振動(dòng)模式。模態(tài)分析確定管道系統(tǒng)振動(dòng)模式，評(píng)估結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。管道系統(tǒng)振動(dòng)的控制1隔振采用隔振器降低管道振動(dòng)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(dòng)能量。阻尼涂層阻尼器3優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化管道結(jié)構(gòu)和布局，減少共振頻率，降低振動(dòng)。改變管道形狀增加支撐點(diǎn)冷卻系統(tǒng)的振動(dòng)1循環(huán)泵冷卻水泵的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致管道振動(dòng)2冷卻水塔塔體振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)3換熱器換熱器殼體振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致冷卻水管道振動(dòng)冷卻系統(tǒng)振動(dòng)主要來源于循環(huán)泵、冷卻水塔和換熱器，這些振動(dòng)會(huì)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(dòng)的測(cè)量冷卻系統(tǒng)振動(dòng)測(cè)量旨在監(jiān)測(cè)冷卻系統(tǒng)中的振動(dòng)情況，了解其振動(dòng)頻率、幅度和相位等參數(shù)，以便判斷冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的振動(dòng)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(dòng)測(cè)量通常采用振動(dòng)傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來進(jìn)行。振動(dòng)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(dòng)信號(hào)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以將振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過分析振動(dòng)數(shù)據(jù)，可以判斷冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，例如是否存在振動(dòng)過大、共振等問題。冷卻系統(tǒng)振動(dòng)的分析頻譜分析利用頻譜分析儀，可以識(shí)別振動(dòng)信號(hào)中的不同頻率成分。每個(gè)頻率成分對(duì)應(yīng)不同的振動(dòng)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(dòng)產(chǎn)生的原因。時(shí)域分析通過觀察振動(dòng)信號(hào)隨時(shí)間的變化，可以了解振動(dòng)趨勢(shì)、振動(dòng)幅值變化等信息?？梢耘袛嗾駝?dòng)是否穩(wěn)定、是否逐漸加劇、是否有突發(fā)性振動(dòng)等。冷卻系統(tǒng)振動(dòng)的控制冷卻系統(tǒng)是汽輪機(jī)的重要組成部分，其振動(dòng)會(huì)影響汽輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。1振動(dòng)源分析識(shí)別冷卻系統(tǒng)振動(dòng)的源頭。2振動(dòng)抑制采用減振措施，例如隔振器、阻尼器等。3運(yùn)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(dòng)故障診斷11.數(shù)據(jù)分析分析振動(dòng)信號(hào)，確定故障類型、部位和程度。22.專家經(jīng)驗(yàn)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)景，驗(yàn)證診斷結(jié)果。44.診斷儀器使用專業(yè)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器，獲取準(zhǔn)確的振動(dòng)數(shù)據(jù)。振動(dòng)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(dòng)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(yùn)行，降低振動(dòng)產(chǎn)生的可能性。優(yōu)化設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段采用抗振動(dòng)措施，例如使用減振器、防振墊等，降低振動(dòng)水平。振動(dòng)監(jiān)測(cè)安裝振動(dòng)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常振動(dòng)，采取措施。振動(dòng)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(dòng)、還是其他問題。2故障排除針對(duì)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(cè)試完成維修后，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行測(cè)試，確保振動(dòng)水平降至正常范圍內(nèi)。振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)采集汽輪機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括振動(dòng)、溫度、壓力等參數(shù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。故障預(yù)警基于歷史數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)，建立故障預(yù)警模型，及時(shí)識(shí)別潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)。診斷分析通過分析振動(dòng)信號(hào)，識(shí)別振動(dòng)源，判斷故障類型，并提供診斷報(bào)告。遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，方便工作人員及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和處理。實(shí)際案例分析通過實(shí)際案例分析，深入理解汽輪機(jī)振動(dòng)故障的診斷和處理方法。例如，分析汽輪機(jī)軸承