Разработка методов обеспечения вибрационной надежности турбоагрегатов на электростанциях и их реализация в Омской энергосистеме

• Автор: Биялт, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Методы обеспечения вибрационной надежности турбомашин
НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ИХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
1.2. Вибрационная отстройка турбомашин. Критические частоты
валопровода
1.3. Дефекты, возникающие в процессе ремонта и эксплуатации
сборных роторов и методы их устранения
1.3.1. «Термоупругое» искривление вала и другие проблемы, сопровождающие процесс сборки роторов
1.3.2. Прогибы сборных роторов, возникающие в процессе эксплуатации
1.3.3. Проблемы обеспечения качественной посадки полумуфт на
вал и надежности узла сочленения роторов
1.3.4. Устранение дефектов сборных роторов с использованием вибрационной обработки
1.4. Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации
турбоагрегатов и методы их выявления и предотвращения
1.4.1. Причины возникновения низкочастотной вибрации на опорах турбомашин и мероприятия по ее предотвращению
1.4.2. Прогиб высокотемпературного ротора при попадании жидкости в осевой канал и его диагностические признаки.
1.4.3. Проблема трещинообразования в низкотемпературных роторах теплофикационных турбин
1.5. Выводы. Постановка задач исследования
2. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛОПРОВОДА Т-175-130 (УТМЗ)
2.1. Общие положения
2.2. Расчетные исследования изгибных колебаний валопровода
2.2.1. Составление расчетной модели валопровода
2.2.2. Расчет собственных и критических частот валопровода
2.2.3. Сравнительный анализ результатов расчета критических частот
2.3. Оценка дополнительных факторов, влияющих на результаты
РАСЧЕТА КРИТИЧЕСКИХ ЧАСТОТ ВАЛОПРОВОДА
2.3.1. Уточнение расчета с учетом влияния температуры рабочей среды
2.3.2. Влияние подходов к построению расчетных моделей сборных роторов на результаты расчета критических частот
2.4. Исследование вибрационных характеристик системы «ротор -ПОДШИПНИКИ - ОПОРЫ» С УЧЕТОМ ПАРАМЕТРОВ УПРУГО-МАССОВЫХ ОПОР
2.4.1. Аспекты колебаний линейной системы с двумя степенями свободы
2.4.2. Критические частоты ротора на упруго-массовых опорах
2.4.3 Расчет динамических характеристик ротора турбогенератора ТГВ-200-2М с учетом упруго-массовых характеристик опор
2.5. ВЫВОДЫ
3. РАЗРАБОТКА И АПРОБАЦИЯ МЕТОДОВ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СБОРНЫХ РОТОРОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ РЕМОНТА
3.1. Общие положения
3.2. РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СБОРНЫХ РОТОРОВ ПРИ УСТРАНЕНИИ ИХ ПРОГИБОВ
3.2.1. Исключение «термоупругого» искривления ротора
3.2.2. Устранение «динамического» искривления ротора
3.3. Анализ проблем качественной посадки полуму фт на в ал и их
РЕШЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
3.4. ОПЫТНО-ПРОМЬЛНЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДА ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ РЕМОНТЕ РОТОРА СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ Т-175-130 (УТМЗ)
3.4.1. Расчет динамических характеристик ротора
3.4.2. Расчетно-экспериментальная оценка фактической жесткости опор
3.4.3. Обоснование выбора места присоединения вибратора
3.4.4. Выбор оптимальной схемы расположения опор при вибрационной обработке ротора
3.4.5. Расчет температуры нагрева насадной детали для частичного снятия натяга
3.4.6. Вибрационная обработка ротора и анализ полученных результатов
3.5. Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ ТУРБОАГРЕГАТОВ ОМСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ: ДИАГНОСТИРОВАНИЕ, НАЛАДКА И УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТОВ
4.1. Исследование и анализ причин потери устойчивости турбоагрегатов
НА ДОКРИТИЧЕСКИЕ НАЧАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
4.1.1. Исследование вибрационного состояния и опыт устранения низкочастотной вибрации на турбинах Т-175-130 (УТМЗ).
4.1.1.1. Результаты исследований причин возникновения НЧВ.
4.1.1.2. Анализ факторов, определяющих срыв в НЧВ
4.1.1.3. Рекомендации по предотвращению НЧВ
4.1.2. Исследование потери устойчивости агрегатов, имеющих гибкую муфту и ее роль в этом процессе
4.2. Исследование механизма прогиба высокотемпературного
РОТОРА ПРИ ПОПАДАНИИ ЖИДКОСТИ В ЕГО ОСЕВОЙ КАНАЛ
4.3. Организация мониторинга крутильных колебаний валопровода ТУРБОАГРЕГАТА Т-175-130 (УТМЗ) В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ.
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

В работе [78] перечислены особенности вибрационного поведения ротора при наличии в его расточке масла, отмеченные различными авторами:
- при попадании масла в расточку ротора наблюдается плавный и относительно медленный рост вибрации, который с некоторого времени становится линейно-зависимым от времени [20];
- при достаточно хорошем прогреве ротора возникает его тепловой прогиб, вследствие чего увеличивается вибрация подшипников преимущественно за счет оборотной составляющей [25, 79, 80];
- после стабилизации температурного режима вибрация плавно снижается, но в ряде случаев может наблюдаться и ее плавное нарастание вибрации при неизменном режиме турбины в течение 1,0-1,5 часов [80];
- амплитуда и фаза оборотной составляющей изменяются от пуска к пуску, фаза вибрации «плывет» при изменении оборотов [18];
- величина прогиба зависит от времени простоя агрегата перед пуском [80], а также от изменения температуры острого пара в течение нескольких часов [18];
- при медленном прогреве прогиб ротора либо не возникает, либо его величина незначительна [80].
Таким образом, одни диагностические признаки наличия жидкости в центральной расточке очень схожи с признаками наличия теплового дисбаланса или признаками режимной расцентровки, в то время как другие, даже у одного автора, противоречат друг другу. Кроме того, поскольку данный дефект считается «экзотическим», т.е. встречается в практике достаточно редко, то его идентификация, чаще всего, реализуется по остаточному принципу: «когда ничего другого не подтверждается, осмотри осевой канал». Такой подход к диагностированию ответственного оборудования ТЭС в современных условиях абсолютно неприемлем. В связи с этим, возникает необходимость в подробном изучении механизма возникновения прогиба высокотемпературного ротора по причине попадания жидкости в его осевой канал на основе накопленного опыта и разработке диагностических признаков, позволяющих реализовать однозначный алгоритм идентификации данного дефекта.