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電渦流傳感器支架共振故障診斷分析與處理

發(fā)布時(shí)間:2024-05-07
電渦流傳感器支架共振故障診斷分析與處理
電渦流傳感器是一種利用電渦流原理測(cè)量轉(zhuǎn)子表面相對(duì)于傳感器頭部距離變化的非接觸式電渦流傳感器,可測(cè)取轉(zhuǎn)軸的徑向振動(dòng)、轉(zhuǎn)軸在軸承中的靜態(tài)位置及測(cè)取鍵相信號(hào),目前被廣泛應(yīng)用在汽輪機(jī)組的振動(dòng)測(cè)試中。電渦流傳感器安裝時(shí)使用金屬支架固定在轉(zhuǎn)軸測(cè)點(diǎn)附近的非轉(zhuǎn)動(dòng)部件上,支架要有足夠的剛度,否則支架的固有頻率落入汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)就會(huì)發(fā)生共振。共振時(shí)電渦流傳感器輸出的就是是轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)信號(hào)與支架共振信號(hào)的合成,且支架的共振信號(hào)占主要部分,甚至*掩蓋了實(shí)際的軸振信號(hào)。此時(shí)的信號(hào)不但不能為故障診斷提供準(zhǔn)確的振動(dòng)數(shù)據(jù),反而會(huì)給診斷帶來(lái)干擾,甚至造成誤導(dǎo)。
1概況
某電廠9f*燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,裝機(jī)方案采用“1+1+1”多軸布置,即由1臺(tái)9fa型250mw級(jí)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組+1臺(tái)90mw級(jí)抽凝式供熱汽輪發(fā)電機(jī)組+1臺(tái)雙壓蒸汽余熱鍋爐。其中汽輪機(jī)組為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的lnc/n115-9.88/539/1.9型單缸、雙抽、凝汽式汽輪機(jī),該機(jī)型采用軸向排汽,廠內(nèi)編號(hào)為#12,軸系示意圖見(jiàn)圖1。電渦流傳感器安裝在軸承上瓦塊的側(cè)面,考慮到軸承水平剖分面,將電渦流傳感器安裝成左上45°和右上45°,如圖2所示:
當(dāng)傳感器探頭中的線圈有高頻電流通過(guò)時(shí),即產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)并使得被測(cè)轉(zhuǎn)子軸頸表面產(chǎn)生感應(yīng)電流。探頭線圈與金屬導(dǎo)體間的距離就與兩者間的阻抗、電感和品質(zhì)因子有著固定的函數(shù)關(guān)系,那么這個(gè)距離就可以通過(guò)這些電參數(shù)的變化轉(zhuǎn)化成電壓表示出來(lái)。轉(zhuǎn)軸振動(dòng)時(shí),軸表面與電渦流傳感器之間距離發(fā)生變化,而這個(gè)電壓隨之變化,這樣電渦流傳感器就實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的測(cè)量。
2振動(dòng)現(xiàn)象
電廠#12機(jī)組于2014年4月25日10時(shí)27分啟動(dòng),低轉(zhuǎn)速下振動(dòng)良好, 820r/min時(shí)2x、2y振動(dòng)僅為66μm、50μm,當(dāng)轉(zhuǎn)速升至850r/min時(shí),2x、2y振動(dòng)迅速達(dá)到398μm、365μm,導(dǎo)致汽機(jī)跳閘??紤]啟機(jī)期間2號(hào)軸承瓦振僅為1.1mm/s且未出現(xiàn)峰值,其軸振在30r/min內(nèi)變化300μm以上屬不正?,F(xiàn)象,初步判斷該振動(dòng)數(shù)值沒(méi)有反映出2號(hào)瓦在該轉(zhuǎn)速下的實(shí)際軸振?,F(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制掉2號(hào)瓦軸振信號(hào)后,機(jī)組于當(dāng)天12時(shí)22分再次啟機(jī),機(jī)組成功沖轉(zhuǎn)至3000r/min,振動(dòng)未對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成影響,啟機(jī)bode
回顧第二次啟機(jī)過(guò)程,當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)?20r/min升至850r/min,2x、2y振動(dòng)從51μm、49μm迅速達(dá)到383μm、357μm,2號(hào)軸承瓦振僅1.1mm/s,到890r/min時(shí)振動(dòng)又迅速恢復(fù)到66μm、46μm;當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)?590r/min升至1690r/min時(shí),2x、2y振動(dòng)則從75μm、78μm爬升到618μm、585μm,隨后迅速減小,到1790r/min時(shí)振動(dòng)僅為70μm、74μm,升速期間2號(hào)軸承瓦振始終維持在1.1mm/s左右。機(jī)組定速3000r/min運(yùn)行時(shí),2號(hào)瓦軸振在140-190μm之間跳躍波動(dòng),引起振動(dòng)波動(dòng)的主要是低頻分量。分析這次啟機(jī)過(guò)程,2號(hào)瓦軸振表現(xiàn)出以下特征:
(1)根據(jù)機(jī)組啟機(jī)振動(dòng)bode圖(圖3)顯示,2號(hào)瓦軸振在轉(zhuǎn)速為850r/min和1690r/min時(shí)兩次出現(xiàn)振動(dòng)峰值,振動(dòng)爬升異常迅速,峰值陡峭,共振轉(zhuǎn)速范圍很窄,與一般轉(zhuǎn)子過(guò)臨界的振動(dòng)特征有差異。
(2)比較2號(hào)瓦啟機(jī)過(guò)程中的一倍頻bode圖(圖4)和二倍頻bode圖(圖5)可知,轉(zhuǎn)速為850r/min時(shí)2x、2y的振動(dòng)峰值以二倍頻為主,相位迅速變化,且此時(shí)的x、y方向相位差為180°;轉(zhuǎn)速為 1690r/min時(shí)2x、2y的振動(dòng)峰值則以一倍頻為主,相位變化明顯,同時(shí)也有180°的相位差,如表1。
(3)整個(gè)啟機(jī)過(guò)程中,2號(hào)軸承的瓦振都很小,在軸振兩次出現(xiàn)尖峰時(shí)瓦振都僅為1.1mm/s,相鄰的1、3號(hào)瓦軸振也僅為50μm左右。
(4)2號(hào)瓦在兩次共振峰出現(xiàn)前后的振動(dòng)很小,基本都在70μm上下。定速3000r/min后,2號(hào)瓦軸振一直存在低頻分量,頻率成份約為28hz(圖6、圖7),且波動(dòng)不穩(wěn)定。
(5)在停機(jī)過(guò)程中,在轉(zhuǎn)速依次經(jīng)過(guò)1690r/min和850r/min時(shí),都出現(xiàn)了和啟機(jī)過(guò)程中同樣的振動(dòng)尖峰,表現(xiàn)出很好的重復(fù)性。
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