1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 11, 2023

Теплоэнергетика, 2023, № 11, стр. 82-91

Некоторые особенности возникновения низкочастотной вибрации на мощных паровых турбинах и способы ее устранения

А. И. Куменко a, *, А. М. Миронов b, М. И. Шкляров b, С. Ю. Евдокимов b

a Национальный исследовательский университет “Московский энергетический институт”
111250 Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Россия

b АО “Силовые машины”
195009 Санкт-Петербург, ул. Ватутина, д. 3, лит. А, Россия

* E-mail: KumenkoAI@mpei.ru

Поступила в редакцию 19.12.2022
После доработки 18.04.2023
Принята к публикации 27.04.2023

Аннотация

Рассмотрены общие вопросы возникновения низкочастотной вибрации (НЧВ) на турбоагрегатах. Отмечено, что, несмотря на достигнутый уровень знаний в области НЧВ, она периодически появляется на турбоагрегатах электростанций. Наряду с НЧВ, вызванной аэро- и гидродинамическим возбуждением, НЧВ может иметь субгармонический характер. Подчеркивается, что мероприятия по устранению НЧВ зависят от природы ее возникновения. Приведены примеры возникновения и устранения НЧВ, в том числе при установке сотовых уплотнений в цилиндрах высокого давления. Для сотовых уплотнений характерно уменьшение размеров каналов и увеличение канальной составляющей надбандажных сил при аэродинамическом возбуждении. Отмечается, что в некоторых случаях при задеваниях ротора о статор наблюдается многокомпонентная НЧВ с субгармоническими и автоколебательными составляющими. Показано, что в нормативной литературе отсутствуют критерии оценки многокомпонентной вибрации в низкочастотной области. Отмечается что многокомпонентная НЧВ может быть диагностическим признаком задеваний ротора о баббит или уплотнения. Даны рекомендации по устранению НЧВ различной природы. Приведена диагностическая таблица, позволяющая определить причины НЧВ и выбрать мероприятия по повышению надежности эксплуатации турбоагрегатов. Впервые указано, что источником масляного возбуждения может служить упорный подшипник турбины. Отмечено также, что условия возникновения НЧВ автоколебательного типа и методы борьбы с ней должны отличаться от методов борьбы с самовозбуждающейся НЧВ субгармонического характера.

Ключевые слова: подшипник скольжения, турбоагрегат, низкочастотная вибрация, субгармоническая вибрация, сотовые уплотнения, рекомендации по снижению вибрации, противоречия в нормативной базе

Список литературы

  1. Newkirk B.L., Taylor H.D. Shaft whipping due to oil action // J. Bearings. Gen. Electr. Rev. 1925. V. XXIII. No. 8. P. 559–568.

  2. Hory Y. A theory of oil whip // Trans. ASME J. Appl. Mech. 1959. V. 26. P. 189–198.

  3. Траупель В. Тепловые турбомашины. Ч. II / под ред. Б.М. Трояновского. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1961–1963.

  4. Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин: учеб. для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2007.

  5. Костюк А.Г. Выбор лабиринтных уплотнений в паровых турбинах // Теплоэнергетика. 2015. № 1. С. 17–21.

  6. Костюк А.Г. Колебания паровых турбоагрегатов // Вибрации в технике: справ. Т. 3 / под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. С. 300–322.

  7. Позняк Э.Л. Колебания роторов // Вибрация в технике: справ. Т. 3 / под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. С. 130–189.

  8. Олимпиев В.И. Проблема борьбы с низкочастотной вибрацией валопровода энергетических паровых турбин большой мощности // Теплоэнергетика. 1978. № 9. С. 8–14.

  9. Куменко А.И. Автоколебания и субгармонические вибрации. Ч. 1 // Энергетик. 2021. № 8. С. 20–32. http://dx.doi.org /https://doi.org/10.34831/EP.2021.62.17.004

  10. Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. М.; Л.: Машиностроение, 1968.

  11. Thomas H.J. Instabile Eigenschwingungen von Turbinenlaufern, angefacht durch die Spaltstroemungen in Stopfbuchsen und Beschaufelungen // Bull. de JAIM. 1958. Nr. 11/12. S. 1039–1063.

  12. Костюк А.Г., Некрасов А.Л., Куменко А.И. Анализ субгармонических колебаний систем “ротор–подшипники скольжения” // Теплоэнергетика. 1998. № 1. С. 10–15.

  13. Куменко А.И. Низкочастотная вибрация роторов турбин, ее причины, методы диагностирования и устранения // Сборка в машиностроении и приборостроении. 2006. № 4. С. 22–30.

  14. Шкляров М.И. Разработка и внедрение методов повышения динамической надежности и снижения вибрации турбоагрегатов на стадиях проектирования, доводки и эксплуатации: дис. … канд. техн. наук. СПб.: ГПУ, 2007.

  15. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М.: Норматика, 2021.

  16. ГОСТ Р 55265.2-2012. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Ч. 2: Стационарные паровые турбины и генераторы мощностью более 50 МВт с рабочими частотами вращения 1500, 1800, 3000 и 3600 мин–1. М.: Стандартинформ, 2014.

  17. Паровая турбина К-500-240 ХТГЗ / под ред. В.Н. Савина. М.: Энергоатомиздат, 1984.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал