Эксплуатация компрессорных станций с газотурбинным приводом Дисциплина: Динамика, надежность и

реклама
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 : 9i2
 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
Скачать