Вибрация, виброзащита и вибромониторинг ГПА

Одним из критериев, определяющим уровень надежности и эксплуа­тации, является вибрационное состояние турбоагрегата.

Вибрация представляет собой механические колебания, возникшие в конструкциях агрегата под воздействием нагрузок, которые создают­ся в процессе работы. Повышенная вибрация является источником раз­личных неполадок в работе агрегата и даже серьезных аварий. Иссле­дование причин вибрации и их устранение являются сложными вопроса­ми эксплуатации и ремонта газовых турбин и нагнетателей.

Основные причины, вызывающие возникновение вибрации ГПА, сле­дующие: увеличенный дисбаланс вращающихся роторов, нарушение центровки роторов, ослабление натяга на вкладышах подшипников, коробление корпусов ГТУ при неправильном тепловом расширении воздуховодов и газоходов, нагарообразование вращающихся узлов ГТУ, гидродинамические силы в подшипниках и т.п.

В эксплуатации большинство случаев появления повышенной виб­рации вызвано дисбалансом роторов или других вращающихся деталей (муфты, промвалы). Причинами повышенной динамической неуравно­вешенности могут быть неравномерный износ колес ЦБН и лопаток ГТУ, обрыв лопаток, некачественная балансировка, ослабление посадки колес и дисков роторов, тепловые и динамические прогибы роторов, задевание рабочих лопаток роторов о корпус.

Существенное влияние на работу турбоагрегата оказывает и каче­ство центровки ротора ТНД с ротором нагнетателя. Кроме правильно­го выполнения операции по центровке, необходимо правильно произво­дить балансировку зубчатых муфт и промвалов, остаточные неуравно­вешенные массы которых также могут быть источником дисбаланса. Большое влияние на центровку стационарных ГТУ оказывает правиль­ность выполнения работ по обеспечению натяга линзового компенсато­ра выхлопного газохода ТНД. При неправильном выполнении этой операции в процессе прогрева ГПА происходит отрыв лап корпуса ТНД от опорных стульев и центровка нарушается.

Для защиты ГПА от предельных нагрузок, возникающих в результа­те вибрации, их оборудуют системами агрегатного контроля виброза­щиты.

Различные узлы агрегата требуют различного подхода с точки зре­ния контролируемого параметра вибрации. Так, для защиты центробеж­ных нагнетателей необходимо контролировать прежде всего относитель­ные колебания валов ЦБН, где быстрее сказываются все погрешности дисбаланса и несоосности, чем, например, на роторе силовой турбины.

Поэтому в защиту центробежных нагнетателей включают системы измерений колебаний вала типа:

• КСА-15 для СТД 12500, ГПА-Ц-6,3;

• виброконтрол 2000 для ГТК-25И;

• Бентли Невада для ГПА фирмы «Солар».

Для защиты газовых турбин необходимо установить датчики вибра­ции на корпусах подшипников. Такие функции выполняют системы ти­пов СВКА, ВВК-331, Виза-ЗМ.

Поскольку системы контроля и защиты от вибрации являются мно­гоканальными, т.е. они включают в себя как каналы измерения вибра­ции корпусов, так и каналы измерения вибрации валов. Некоторые системы включают в себя каналы, позволяющие измерять осевое поло­жение ротора и осевую вибрацию («Виброконтрол-2000»).

В процессе эксплуатации, кроме контроля в точках, предусмотрен­ных заводами-изготовителями появляется необходимость провести изме-; рения вибрации в технологических трубопроводах обвязки ГПА, трубо­проводах маслосистемы, фундаментах, электродвигателях. Для этих целей применяются переносные виброметры/типов ВМ-01, ВМ-03, ВМ-06,ВМ-100. Этими приборами можно производить замер различных параметров вибрации, виброперемещение (мкм), виброскорость (мм /с) и виброускорение (мм / с²).

Эксплуатационный персонал с помощью этих приборов производит периодический вибромониторинг основного и вспфмогательного обо­рудования, а также трубных обвязок. Вибромониторинг осуществляют раз в сутки и его результаты фиксируются в специальном журнале. При росте вибрации на одной из точек, необходимо принять меры по нахож­дению причины, вызвавшей этот рост вибрации. Переносные приборы используются двух типов: низкочастотные типа ВМ-03 и высокочастот­ные ВМ-01, ВМ-06, ВМ-100. Низкочастотные используются для замера вибрации трубных обвязок, а высокочастотные для замера вибрации ГПА. Оценка вибрационного состояния ГПА производится в соответ­ствии с действующими нормативами.