터빈 작동 중에 큰 진동이 발생하는 원인과 위험은 무엇입니까? 어떻게 조정해야 합니까?
1. 증기터빈의 이상진동 원인 분석
증기터빈부는 화력발전 기업의 발전업무의 핵심을 담당하고 있다. 긴 작동 시간과 주요 부품의 장기간 마모로 인해 증기 터빈 장치의 고장이 자주 발생하여 발전기 장치의 정상적인 작동에 심각한 영향을 미칩니다. 증기 터빈 장치의 비정상적인 진동은 일반적인 증기 터빈 결함 중에서 더 복잡한 결함 중 하나입니다. 장치의 진동은 종종 여러 측면에 의해 영향을 받기 때문에 장치 본체와 관련된 모든 장비 또는 매체는 증기 입구 매개변수, 소수성, 오일 온도, 오일 품질 등과 같은 장치 진동의 원인이 됩니다. 따라서 증기터빈의 이상진동 원인을 분석하는 것이 특히 중요하며, 원인을 규명해야만 교정정비를 수행할 수 있습니다. 증기터빈 이상진동의 다양한 원인을 분석하는 것은 증기터빈 이상진동을 수리하는 열쇠이다.
2. 증기 터빈 장치의 일반적인 비정상적인 진동 분석 및 제거
증기 터빈 장치의 비정상적인 진동의 주요 원인에는 증기 흐름 여기, 로터 열 변형, 그리고 마찰진동이 일어나기를 기다립니다.
(1) 증기 흐름 가진 현상 및 문제 해결
증기 흐름 가진에는 두 가지 주요 특성이 있습니다. 첫째, 더 큰 값을 갖는 저주파 성분이 있어야 하며, 두 번째는 진동입니다. 증가는 분명히 작동 매개변수의 영향을 받으며, 증가는 부하와 같이 갑자기 발생해야 합니다. 주된 이유는 불균형한 가스 흐름에 의해 블레이드가 충격을 받을 때 증기 흐름 여기가 발생하기 때문입니다. 대형 장치의 경우 최종 단계가 길기 때문에 블레이드의 팽창 끝 부분에서 가스로 인한 유로 장애가 발생할 수도 있습니다. 증기 흐름 여기(steam flow excitation); 샤프트 씰에도 증기 흐름 여기가 발생할 수 있습니다. 증기 터빈 장치의 증기 흐름 가진 특성을 고려하여 결함 분석에서는 장치가 최대 부하일 때의 데이터 기록과 함께 각 장치의 진동 데이터를 장기간 기록하여 그룹 곡선을 만들고 변화 추세를 관찰해야 합니다. 그리고 곡선의 범위. 승강 부하율을 변화시키면서 급수량이 5T/h에서 50T/h로 하나씩 변화하며 곡선의 변화를 관찰한다. 증기 터빈의 다양한 부하 하에서 고압 속도 제어 밸브 재조정 특성을 변경함으로써 공기 흐름 자극이 제거됩니다. 간단히 말하면, 증기 흐름 가진을 발생시키는 장치의 작동 상태를 판단하고, 부하 변화율을 줄이고 증기 흐름 가진을 발생시키는 부하 범위를 회피하여 증기 흐름 가진의 발생을 방지하는 것입니다.
(2) 로터의 열변형으로 인한 유닛의 이상진동 특성, 원인 및 제거
로터의 열변형으로 인한 진동의 특성은 이중 주파수 진폭과 로터 온도 및 증기 매개변수와의 상관관계는 밀접한 관계가 있으며, 대부분은 장치가 차가운 상태에서 고정된 속도로 시작된 후 부하 단계에서 발생합니다. 온도가 점차 증가하고 재료의 내부 응력이 해제되어 회전자의 열 변형이 발생하고 한 주파수의 진동이 증가하며 위상 변화를 동반할 수 있습니다. 로터의 굽힘 변형으로 인해 장치의 비정상적인 진동이 발생합니다. 로터의 영구 굽힘과 일시적 굽힘은 두 가지 다른 유형의 결함이지만 결함 메커니즘은 동일하고 둘 다 로터 질량 이심률과 유사하므로 질량 이심률과 유사한 회전 벡터 여기력을 생성합니다.
질량 중심의 편차와의 차이점은 샤프트가 구부러지면 양쪽 끝에서 원추형 운동이 발생하고 축 방향으로 큰 전력 주파수 진동이 발생한다는 것입니다. 또한, 회전축이 휘어지면 휘어짐에 의해 발생하는 탄성력과 불평형 회전자에서 발생하는 원심력의 위상이 다르기 때문에 둘 사이의 상호작용이 상쇄되어 회전축의 진폭이 커지게 됩니다. 특정 속도, 즉 특정 속도에서 회전 샤프트의 진폭은 불균형 로터의 동적 특성과 다른 "밸리"를 생성합니다. 굽힘 효과가 불균형 양보다 작으면 임계 속도 이하에서 진폭 감소가 발생하고, 굽힘 효과가 불균형 양보다 크면 임계 속도 이상에서 진폭 감소가 발생합니다. 로터의 열 변형에 대한 문제 해결은 로터를 새 것으로 교체하여 장치의 비정상적인 진동을 줄이는 것입니다. 진동력이 발생하지 않으면 장치에 비정상적인 진동이 발생하지 않습니다.
(3) 마찰진동의 특성, 원인 및 제거
마찰진동의 특징: 첫째, 로터의 열적 굽힘으로 인해 새로운 불균형 힘이 발생하므로 진동 신호의 주 주파수는 여전히 전력 주파수이지만 충격과 일부 비선형 요인으로 인해 소량의 주파수 분할, 주파수 배가 및 고주파 성분이 나타날 수 있으며 때로는 파형에 "상단 클리핑" 현상이 나타날 수 있습니다. . 둘째, 마찰이 발생하면 진동의 진폭과 위상이 변동하는 특성을 가지며 변동 지속시간이 상대적으로 길어질 수 있다. 마찰이 심각하면 진폭과 위상이 더 이상 변동하지 않고 진폭이 급격히 증가합니다. 셋째, 임계속도 이상으로 속도를 감소시켰을 때의 진동은 일반적으로 속도를 정상적으로 증가시켰을 때보다 더 크다. 셧다운 후 로터가 정지해 있을 때 측정된 대형 샤프트의 흔들림은 원래 값보다 크게 증가한다.
마찰 진동 메커니즘: 증기 터빈 로터의 경우 마찰로 인해 지터 및 소용돌이와 같은 현상이 발생할 수 있지만 실제 충격은 주로 로터의 열 굽힘에 의해 발생합니다. 동마찰과 정지마찰 시 원주 각 지점의 마찰 정도가 다르며, 마찰이 심한 쪽의 온도가 약한 마찰 쪽의 온도보다 높기 때문에 로터의 반경 방향 부분의 온도가 고르지 않으며, 국지적 가열로 인해 로터가 열적으로 구부러져 새로운 불균형 힘이 발생하여 로터에 진동이 발생합니다.
3. 진동 모니터링 측면에서 수행해야 할 작업
현재 200MW 이상의 대부분의 장치에는 진동 모니터링을 온라인으로 구현하고 진동 모니터링을 용이하게 하기 위한 샤프트 모니터링 장치가 장착되어 있습니다. 좋은 조건이 만들어졌습니다. 일부 다른 중소형 장치에는 진동 모니터링 미터가 장착되어 있지만 정확도가 낮고 정기적인 테스트 및 검증을 위해 휴대용 진동 미터에 의존하는 일부 장치는 정기적인 테스트 및 기록을 위해 푸시 벨트 진동 미터에만 의존합니다. 중소형 단위의 진동 모니터링 작업은 일반적으로 취약합니다. 정기적인 테스트(주간, 10일마다 등)를 준수할 수 없거나 테스트 기록이 불완전하거나 불완전한 등 성실한 구현에 도움이 되지 않습니다. 관련 진동 규정. 따라서 발전소는 진동 테스트 주기를 명확하게 정의하고, 터빈 작업장 전문가와 작업 현장에 고정밀 진동 측정기를 장비하고, 규정된 기간 및 테스트에 따라 전문가가 보관하고 작업 현장에 보관하는 진동 테스트 기록부를 구축해야 합니다. 결과는 기록부에 기록됩니다. 테스트 중 지난 테스트 결과에 비해 진동이 증가한 것으로 확인되면 전문가는 이를 적시에 리더에게 보고하고 진동 증가 원인을 분석하고 연구 및 조치를 취하며 진동 테스트 횟수를 늘려야 합니다. 필요한 경우 증가가 계속되는지 모니터링합니다. 작동 중 장치의 비정상적인 진동이 발견되면 현장에 있는 진동 측정기를 사용하여 즉시 테스트해야 합니다. 마지막 테스트 결과에 비해 진동이 0.05mm 증가하면 즉시 기계를 정지해야 합니다. 진동이 0.05mm까지 증가하지 않지만 진동이 비정상일 때 장치에서 소음(날이 떨어지는 등의 소리)이 들리거나 기계 내부에서 이상한 소리가 나는 경우에도 기계를 잠시 정지해야 합니다. 점검. 일반적인 진동 증가도 작업장에 보고하여 조직이 원인을 분석하고 조치를 취할 수 있도록 해야 합니다.
(1) 회전부분의 밸런스가 맞지 않습니다.
(2) 증기 터빈, 발전기 등이 제대로 정렬되지 않았습니다.
(3) 속도 조절기, 주축으로 구동되는 오일 펌프, 비상 안전 장치 등 장치에 부착된 회전 부품의 균형이 맞지 않고 설치가 불량합니다.
(4) 가열된 부품이 잘못 설치되었으며, 차가운 상태에서 설치할 때 뜨거운 상태에서 작업할 때 자유 열 팽창 및 열 변형이 고려되지 않아 부품이 자유롭게 팽창할 수 없고 가열하면 변형됩니다. 약간 구부러져 균형이 깨집니다. 예를 들어, 다양한 샤프트가 가열되어 팽창할 곳이 없으면 휘어지고 균형을 잃어 진동이 발생하며, 케이싱이 가열되어 자유롭게 팽창할 수 없으면 변형되어 진동이 발생합니다.
(5) 일부 부품의 일치 치수가 요구 사항을 충족하지 않습니다. 예를 들어 샤프트 밀봉 플레이트와 저널 사이의 일치 간격이 정확하지 않거나 끼워맞춤이 너무 빡빡한 경우 저널과 저널이 일치하지 않습니다. 가열되면 밀봉판이 서로 마찰되어 진동이 발생합니다.
(6) 베어링에 베어링 부시에 있는 배빗 합금의 박리 및 균열과 같은 결함이 있습니다. 베어링과 베어링 시트의 타일 쉘 사이에 부적절한 설치 간격이 있습니다. 베어링의 동적 성능이 저하되고 절반 속도가 발생합니다. 소용돌이 또는 유막 진동 등으로 인해 진동이 발생합니다.
(7) 장치의 기초가 요구 사항을 충족하지 않거나 기초가 가라앉으면 장치가 진동합니다.
2. 작동 이유
(1) 증기 터빈 실린더의 절연이 불량하고 시동 전 예열이 충분하지 않거나 부정확하여 시동 시 증기 터빈 로터가 구부러집니다. .
(2) 터빈 로터, 커플링, 전달 기어 축에 고정된 일부 회전 부품이 느슨해지거나 변형되거나 위치가 이동되어 회전체의 무게 중심이 바뀌고 진동이 심화되는 경우, 임펠러와 샤프트의 결합, 일부 부품의 변형 등. 밸런스 테스트 없이 커플링의 개별 볼트를 교체하는 등 엄격한 중량 요구 사항이 있는 일부 회전 부품도 밸런스를 파괴하고 진동을 악화시킵니다.
(3) 블레이드가 날아가거나, 블레이드 또는 임펠러가 심하게 부식되거나, 임펠러가 손상되거나, 샤프트 씰이 손상되거나, 블레이드 스케일이 벗겨지거나, 개별 부품이 떨어지거나, 냉수 등 회전 부품의 원래 균형이 파괴됩니다. 발전기 로터에 도로가 부분적으로 막혀 있고, 정지부와 회전부 사이에 마찰이 있는 등
(4) 시작하기 전에 고르지 않게 예열하면 케이싱이 변형되어 장치의 동적 구성 요소와 정적 구성 요소 사이에 고르지 않은 간격이 발생하고 심지어 마찰과 진동도 발생합니다.
(5) 증기 파이프라인이나 가스 파이프라인이 장치에 가하는 힘으로 인해 장치가 변형되고 이동하게 되며 파이프라인과 장치 사이의 연결이 요구 사항 등을 충족하지 못하게 됩니다. 진동을 일으키기도 합니다.
(6) 베어링 윤활이 불충분하거나 부적절하거나 오일 펌프가 불안정하게 작동하거나 오일 필름이 불안정합니다.
(7) 신선한 증기와 같은 작동 매개변수가 필요한 값에서 너무 많이 벗어납니다. 신선한 증기 매개변수 편차가 너무 크고 시간에 맞춰 조정되지 않아 증기 터빈 구성 요소의 열 팽창과 열 응력이 급격히 변하고 증기 압력과 증기 온도가 너무 낮아 배기 실린더 온도에 대한 적절한 조치가 취해지지 않습니다. 너무 높아 실린더 변형 등이 발생합니다.
(8) 장치의 작동 속도가 실제 임계 속도에 너무 가깝고 장치의 특정 구성 요소의 고유 진동 주파수가 증기 터빈의 작동 주파수와 같거나 낮습니다. , 부품이나 터빈에 극심한 진동을 유발합니다.
(9) 증기 터빈의 내부 회전 부품은 증기 씰에 의해 편심되어 증기의 자려 진동을 일으키고 진동을 일으킵니다.
(10) 발전기의 불균형 전자기력은 진동을 유발합니다.