Вибрация турбоагрегата и ее последствия. Причины вибрации. Контроль вибрации

Вибрация– это колебания всей системы турбоагрегата, фундамента, основания. Основным и непосредственным источником агрегата является валопровод турбоагрегата. Колебания валопровода могут быть представлены как полигармонические. Они являются результатом наложения гармонических колебаний с частотами. f=k*n, к=0.5,1,2,3

Колебания с частотой вращения при к=1 носят названия оборотных вибраций. При к=2,3 – это высококачественные вибрации. При к<1 низкокачественные вибрации.

При повышенной вибрации возможны задевания ротора о статорные детали. Даже при небольших и кратковременных задеваниях происходит износ уплотнений, увеличиваются радиальные зазоры в проточной части и как результат снижается экономичность При значительных задеваниях может произойти прогиб ротора или разрушения лопаточного аппарата. При сильной вибрации возможно нарушение надежности соединения отдельных деталей и узлов, а именно роторов валопривада, нижней и верхней половин вкладыша подшипника, сильно вибрирующая турбина или компрессор приводят к вибрации площадок. Низкочастотные приводят к разрушению фундамента. Основная причина оборотной вибрации – неуравновешенность роторов, которая может возникнуть на стадии ремонта, демонтажа, эксплуатации. Жесткий ротор – это если рабочая частота вращения лежит ниже критической частоты вращения. Гибкий ротор – это ротор, у которого рабочая частота вращения выше первой критической частоты.

К гибким роторам относятся все ротора современных турбин, а ротора генераторов работают и при второй критической. Низкочастотная вибрация с частотой близкой к половине n возникает в случае потери устойчивости вращения вала на масляной пленке подшипника скольжения. При низкочастотных вибрациях случайно возникшее отклонение вала от положения равновесия сопровождаются появлением сил, которые поддерживают эти колебания и усиливают их, даже после того, как причина, вызывающая их, исчезла. Такие колебания носят название автоколебаний. Жесткие ротора почти не подвержены критической вибрации. Такая потеря устойчивости характерна для гибких роторов и в особенности для тех, где n лежит близко к половине рабочей частоте вращения. Особенностью автоколебаний является процесс затягивания, заключающийся в том, что после возникновения автоколебаний прекратить их можно снизив мощность ниже пороговых частот вращения.

Норма допустимой вибрации турбоагрегата.

В соответствии с требованием ГОСТа измеряются абсолютные вибрации опор в трех направлениях: в вертикальном, горизонтально-поперечном и горизонтально осевом по отношению к оси вала. Датчики вибрации опор устанавливаются на подшипниках в плоскостях середины длины опорного вкладыша. Вертикальная вибрация измеряется на крышке подшипника. Поперечная и осевая вибрации с левой стороны на уровне осевой турбины. Обычно датчики крепятся на фланцы крышки подшипника. Так же происходит измерение относительных колебаний вала. Измерение происходит установленными датчиками по центру или по торцу вкладышей. Измерение вибрации вала происходит в двух направлениях: вертикальном и поперечном. Нормы вибрации:

1) В качестве нормируемого параметра вибрации устанавливается среднее квадратичное значение виброскорости в рабочей полосе частот 10-500Гц.

2) Вибрационное состояние оценивается по наибольшему значению вибрации из измеренных на всех подшипниках новых опорах в трех направлениях.

3) Приемка двигателя из монтажа допускается при вертикальной и поперечной вибрации не выше определенного уровня.

4) Длительная работа агрегата допускается при вибрации, не превышающей 40мкм в секунду для двигателя и 60мкм в секунду для нагнетателя.

5) Не допускается работа агрегата выше допустимой.

6) Система защиты должна автоматически отключать агрегат при достижении значения вибрации 60мкм в секунду для двигателя и 80мкм в секунду для нагнетателя.