[发明专利]一种汽轮发电机组转子失稳故障的诊断方法

说明书

本发明涉及一种汽轮发电机组转子失稳故障的诊断方法，基于机组启动定速过程和带负荷稳定工作过程中各个轴承的工作参数进行失稳故障诊断，包括机组启动定速过程中的失稳故障诊断和机组带负荷稳定工作过程中的失稳故障诊断；工作参数包括：机组启动定速过程中各个轴承的相对振动和轴瓦金属温度，机组带负荷稳定工作过程中各个轴承的相对振动最大值和轴瓦金属温度最小值。与现有技术相比，本发明以热传递理论为依据，考虑轴承的轴瓦金属温度、轴瓦金属温度变化率以及轴承的相对振动变化率，简单直观，置信度高，操作简单，广泛适用于现场普通技术人员。

技术领域

本发明涉及汽轮发电机组技术领域，尤其是涉及一种汽轮发电机组转子失稳故障的诊断方法。

背景技术

大型汽轮发电机组的转子具有多个滑动支撑轴承，由于基础沉降不均或其它因素均会引起轴承静态载荷发生变化，从而使系统阻尼降低。当作用在转子上的激振力扰动大于系统阻尼抑制时，容易产生转子失稳故障。

汽轮发电机组转子的失稳故障主要包括轻载导致的静挠度变大、汽流激振和油膜振荡三种类型，其诊断方法已比较成熟，但是，需要专业技术人员通过专业频谱分析仪器才能够进行诊断，如果不能够获得最原始的振动频谱数据，将会制约后续的分析诊断，进而影响机组检修质量。

发明内容

经过发明人的研究和分析，发现以轴承的轴瓦金属温度、轴瓦金属温度的变化率为依据，通过相对振动与轴瓦金属温度或其变化率的关联性，可有效识别热传递理论依据汽轮发电机组不同类型的失稳故障，所依据的热传递理论分析如下：

当前汽轮机普遍采用滑动支撑轴承，在汽轮机转子旋转过程中，润滑油流入到轴颈与轴瓦之间，起到润滑作用，将两者的表面分离开，防止与壁面直接碰摩。油膜受到壁面的剪切力的同时，会对轴颈产生摩擦阻力并产生摩擦热，这是汽轮机支撑轴承升温的主要热量来源，产生的热量H等于摩擦力矩M和汽轮机转速n的乘积。

H＝M×n

支撑轴承总的摩擦力矩M由润滑油粘性产生的摩擦力矩M₀和载荷作用下产生的摩擦力矩M₁两部分组成：

式中，f₀表示与轴承设计和润滑油有关的系数，v表示润滑油粘度，n表示汽轮机转速，d_m表示轴承座直径，f₁表示与轴承结构和载荷有关的系数，p₀表示轴承静态载荷，p₁表示轴承动态载荷，c₀表示轴承额定静态载荷。

当汽轮发电机组处于稳定运行状态时，润滑油的油温基本保持不变，由润滑油粘性产生的摩擦力矩M_0基本处于稳定状态，此时摩擦产生的热量H主要与轴承的静态载荷p_0和动态载荷p_1有关，而动态载荷p_1主要取决于转子自身的平衡精度和机组的进汽方式。对于非对称进汽机组，摩擦产生的热量H与轴承的静态载荷p_0、转子自身的平衡精度和机组的不对称进汽方式有关；对于对称进汽机组，摩擦产生的热量H与轴承的静态载荷p_0以及转子自身平衡精度有关。在汽轮发电机组转子发生失稳故障时，其对应支撑轴承的载荷降低，进而产生的摩擦热量H减少，所以表现为支撑轴承金属温度降低。