Эксплуатация компрессорных станций с газотурбинным приводом Дисциплина: Динамика, надежность и
advertisement
Эксплуатация компрессорных станций с газотурбинным приводом Дисциплина: Динамика, надежность и диагностика ГПА с газотурбинным приводом Недошивина Т.А. Кафедра «Турбины и двигатели» УГТУ-УПИ Динамическое состояние ГПА 1 Динамическое состояние ГПА, причины колебаний методы их устранения Динамическое состояние ГПА 2 Динамическая надежность ГПА Вибрационная надежность турбоагрегата Отстройка режимов работы от критических частот Уравновешивание роторов Устранение источников вибрации Надежность лопаточного аппарата Система контроля параметров и диагностики объекта Динамическое состояние ГПА 3 Вибрационная надежность турбоагрегата Собственные и критические частоты Собственной называется любая из частот свободных колебаний Правило ортогональности (для ротора на жестких опорах) 1 : 2 : 3 i 12 : 22 : 32 i2 1 : 4 : 9i2 c m Жесткость системы «ротор-опоры» СС 2Соп Св 2Соп Св Динамическое состояние ГПА 4 Жесткий и гибкий ротор Ротор, рабочая частота вращения которого выше критической частоты вращения называется гибким ротором, в противоположном случае ротор называется жестким. Динамическое состояние ГПА 5 Причины колебаний роторов 1. Неуравновешенность ротора Статическая Моментная D me mгрr Динамическая Динамическое состояние ГПА 6 Причины колебаний роторов 2. Дефекты сборки и соединения в валопровод Излом осей, продольное и поперечное смещение 3. Анизотропность сечения ротора 4. Дефекты шеек ротора и вкладыша подшипника Эллиптичность шеек, повреждения баббитовой заливки 5. Неконсервативные силы Силы масляного возбуждения, венцовые силы, надбандажные силы, лабиринтные силы 6. Внезапные динамические воздействия Динамическое состояние ГПА 7 Вибрация агрегата: ее составляющие f=kn k=1 –оборотная k<1 – низкочастотная k>1 – высокочастотная а б в г Динамическое состояние ГПА 8 Связь составляющих вибрации и ее источников Оборотная вибрация: неуравновешенность, дефекты соединения, внезапные динамические воздействия Высокочастотная вибрация: неравножесткость сечения, овальность шеек ротора, специфичность конструкции, нарушения в работе узлов Низкочастотная вибрация: неконсервативные силы Динамическое состояние ГПА 9 Низкочастотная вибрация (масляная) Влияние факторов: 1. 2. 3. Частота вращения увеличивает вероятность срыва в НЧВ Рост температуры масла уменьшает вероятность потери устойчивости Рост давления уменьшает потерю устойчивости (вес ротора, нагруженность опор, расцентровки) Мероприятия: Использование подшипников с лимонной расточкой, сегментных подшипников, с двухклиновой подачей масла S p /( ). 2 Динамическое состояние ГПА 10 Уравновешивание роторов Балансировка роторов – технологический процесс компенсации их дисбалансов путем установки корректирующих масс (балансировочных грузов) в доступные плоскости коррекции (балансировочные плоскости). Балансировка статическая – балансировка, при которой определяется и уменьшается главный вектор дисбалансов ротора, характеризующий его статическую неуравновешенность. Балансировка динамическая – балансировка, при которой определяются и уменьшаются дисбалансы ротора, характеризующие его динамическую неуравновешенность. – Балансировка низкочастотная – Балансировка на РБС (во всем диапазоне частот вращения) – Балансировка в собственных опорах (на рабочей частоте вращения) Динамическое состояние ГПА 11 Балансировка жестких роторов Жесткий ротор – ротор, который сбалансирован на частоте вращения, меньшей первой критической в двух произвольных плоскостях коррекции и у которого значения остаточных дисбалансов не будут превышать допустимые на всех частотах вращения вплоть до наибольшей эксплуатационной. Динамический коэффициент влияния или балансировочная чувствительность – вектор, определяющий отношение приращения вибрации опоры к вектору пробного груза, вызывающего это приращение. Если – начальная амплитуда вибрации опоры, – амплитуда вибрации той же опоры после установки пробного груза , а – вектор влияния пробного груза, то балансировочная чувствительность или ДКВ (мкм/кг). А01 А0 А1 а Р Р Динамическое состояние ГПА 12 Балансировка гибких роторов Гибкий ротор – ротор, который сбалансирован на частоте вращения, меньшей первой критической в двух произвольных плоскостях коррекции и у которого значения остаточных дисбалансов могут превышать допустимые на иных частотах вращения вплоть до наибольшей эксплуатационной. Методы уравновешивания: По собственным формам По коэффициентам влияния Теорема Ден-Гартога: почти полное уравновешивание при всех скоростях может быть получено при балансировке в M плоскостях, где N - число критических частот ротора на жестких подшипниках в диапазоне частот от нуля до четырехкратно превышающей наибольшую рабочую частоту вращения машины. M N b Динамическое состояние ГПА 13
