汽轮发电机密封瓦引发的不稳定振动分析

发布时间：2021-06-24 05:02

　　为研究某大型汽轮发电机上发生的轴承振动周期性波动故障机理,以单流环式密封瓦为对象,应用Reynolds方程建立了密封瓦力学分析模型,分析了氢气侧压力对密封瓦工作状态的影响。考虑油膜流动热效应,建立了油膜温度分布求解模型。结果表明:在大偏心率、大油黏度和小密封瓦间隙下油膜温升较大;在轴颈同步正向涡动状态下,轴颈截面会出现温差,导致发电机转轴发生热弯曲;通过变密封油温试验确认了发电机振动周期性波动故障的原因,可采取减小轴颈晃度和不平衡引发的同步涡动、适当增大密封瓦间隙等措施解决了机组振动故障。 

【文章来源】：动力工程学报. 2020,40(07)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

单流环式密封瓦

图4为某汽轮发电机动力学分析模型,其中1号和2号表示发电机两侧径向支撑轴承所处位置,密封瓦位于轴承和转子之间(见虚线标记),分析密封瓦引起的转子热变形时可不考虑支撑轴承特性的影响。表1给出了密封瓦主要设计参数。表1 密封瓦设计参数Tab.1 Design parameters of the sealing bush 名称 数值 名称 数值 氢气侧压力p0/MPa 0.324 轴颈直径D/mm 450 氢油压差Δp/MPa 0.085 密封瓦外径D1/mm 564 密封环质量/kg 38 密封环轴向长度L/mm 41 密封环端面摩擦因数η 0.12 端面轴向间隙δ/mm 0.345 密封油牌号 22号透平油 工作转速Ω/( r·min-1) 3 000 40 ℃下油黏度μ/(Pa·s) 0.028 密封环线膨胀系数β/K 1.75×10-5 润滑油比定压热容cp/(kJ·kg-1·K -1) 1.906 密封瓦间隙c/mm 0.2 润滑油密度ρ/(kg·m-3) 873

图5给出了不同氢气侧压力下密封瓦偏心率的变化。随着氢气侧压力的提高,密封瓦端部压力增大,摩擦力增大,需通过更大的偏心率来平衡摩擦力。当设计氢气侧压力为0.324 MPa时,偏心率达到0.64,密封瓦和轴颈之间实际处于大偏心状态。将氢气侧压力进一步提高后,密封瓦容易出现卡涩现象。3.2 密封瓦卡涩引发的热效应现象

【参考文献】：
期刊论文
[1]滑动轴承轴颈温度分布及其对振动的影响[J]. 何文强,田永伟,杨建刚.  动力工程学报. 2015(06)
[2]滑动轴承热效应分析及流场等效温度的合理确定[J]. 郎骥,杨建刚,曹浩,田永伟.  润滑与密封. 2012(10)
[3]同步振动失稳的莫顿效应及实例[J]. 吴峥峰,陆颂元.  汽轮机技术. 2009(04)
[4]国内百万千瓦核电站氢冷发电机2种密封油系统的比较[J]. 赖剑岭,许海伦.  发电设备. 2009(02)
[5]汽轮发电机浮环油密封静动特性的分析研究[J]. 傅汝楫.  机械强度. 1993(04)



本文编号：3246421