汽轮发电机组轴系动平衡

jukiblue

　　汽轮发电机组轴系动平衡
　　汽轮发电机组轴系通常由多个转子组成.虽然轴系转子闻振动响应互为影响，但汽轮发电机组轴系的动平衡根本上是单个转子的平衡。转子按其结构可分为对称转子与非对称转子;按其工作转速与转子自振频率可分为刚性转子和挠性转子，工程中将n工作<0.4～0.5nel的转于称为刚性转子，将n工作>nel的转子称为挠性转子，无论是刚性转子还是挠性转子，其平衡原理是一样的，仅是刚性转子不平衡响应的振型较为单一。而挠性转子必须考虑l、2、3或更高的振型，所以，振动工作人员首先应识别振型，才能有的放矢地进行轴系动平衡。
　　(1)振型的识别
　　众所周知，汽轮发电机组的工作转速为3000r/min，而汽轮机组轴系的单个转子(高压、低压、发电机及励磁机转子等)大多为饶性转子，对二阶自振频率在3000r/min的转子而言，其工作转速下的振动是一阶振动和二阶振动合成的结果，有人曾发文论述过，其认为：转子第一临界转速在1800r/min以下的转子，只要其升速过程能顺利进行的(即过临界时振动小于100um)，工作转速下可以不考虑一阶不平衡响应对振动的影响。
　　(2)转子平衡
　　a.振型平衡法
　　设工作转速下，转子二端的振动为A10、A20，在转子二端分别加重P1、P2,加后转子两端振动为A11、A21。
　　AC0=1/2(A10+A20)
　　AK0=l/2(A10-A20)
　　PC=1/2(P1+P2)
　　PK=1/2(P1-P2)
　　AC1=1/2(A11+A21)
　　AK1=1/2(A11-A21)
　　得：
　　计算应加重量Q1=QC+QK
　　Q2=QC-QK
　　系数平衡法
　　选取加重平面数N，振动测点致M
　　机组轴系原始振动为：
　　A10、A20、A30、… AMO
　　l平面加重P1后振动为： A11、A21、A31、… AM1
　　2平面加重P2后振动为： A12、A22、A32、… AM2
　　N平面加重PN后振动为：A1N、A2N、A3N、… AMN
　　可得各平面加重影响系数:
　　1平面加重影响系数：a11、a21、a31、… aM1
　　2平面加重影响系数：a11、a21、a31、… aM1
　　N平面加重影响系数：a1N、a2N、a3N、… aMN
　　建立联合方程：
　　…+ =B1
　　…+ =B2
　　+ …+ =BN
　　讨论：
　　当N=M时，可设B1=0、B2=0、…、B=0，求得Q1、Q2、Q3…、QN
　　当N
　　用代法，使B2最小，求得Q1、Q2、
　　c.模态平衡法
　　此处所说的模态平衡法与振动书中说的N+2法不同，其是针对振型平衡法的缺陷而改进的。
　　或许大家都可以从理论简单的公式中看到，通过一次二端面的试加重完成二平面的平衡，方法很先进。但在实际应用中常常会遇到很大的麻烦，在此我们来仔细分析其中的根源。
　　任何的测量系统(传感器、二次仪表等)都存有误差。所以工作转速下的振动分离就成了：
　　AC0=1/2((A10±ΔA10)+(A20±ΔA20))
　　AK0=1/2((A10±ΔA10)-(A20±ΔA20))
　　PC=1/2(P1+P2)
　　PK=1/2(P1-P2)
　　AC1=1/2((A11±ΔA11)+(A21±ΔA21))
　　AK1=1/2((A11±ΔA11)-(A21±ΔA21))
　　得：
　　计算应加重量
　　在振动振型识别中，我们曾讨论过：“转子第一临界转速在……以下的”，只要转子能顺利跨越临界，工作转速下振动分离可不考虑一阶的影响，之所以可不考虑，是因为其振动同相分量很小(即Ac很小)，一旦其小到与测量误差同数量级时，同相振动合成量Ac就必然存有相对极大的误差，也必将影响其影响系数及正确的平衡重量。
　　针对这一问题，就提出如何获得较大的Ac众所周知，转子过第一临界时，Ac最大，但由于过临界时，振动相位变化较快.振动不易测准，所以，我们通常以0.8～0.85ncrl的同相振动来代替工作转速下的同相振动，以便获得较大的同相振动，提高同相测量的精度。
　　根据振动理论.大型机组轴系动平衡时作为挠性转子的振动有如下特征：
　　(1)转子的振动挠曲线随转速变化。转轴以某一转速转动时，它的挠曲线由多个振型组成。转速变化，其挠曲线也随之改变。与刚性转轴不同，这个变化不是随转速增加呈线性增大，而是组成它的各个振型做非线性变化，使得合成的振型同样表现为非线性。
　　(2)当转速与某一阶固有频率相等，整个转子将只以与这阶频率对应的振型振动，其余各阶振型不表现出来。
　　(3)作为转子做强迫振动激励源的不平衡质量同样可以分解为一系列与各阶主振型对应的不平衡量。
　　动平衡加重前的一项重要的分析工作是判断转子上不平衡质量的振型形式：一阶、二阶或是三阶，进而以此决定加重方式。基于挠性转子的上述特征，利用升降速过程的波特图可以方便地进行这项分析。
　　里面有些公式显示不了，不知道怎么上传，所以附件中是完整的内容，请大家多指教!

dongwenlian

学习了,谢谢了...

jukiblue

回复 2 # dongwenlian 的帖子

不客气，多交流，有现场数据可以一起来分析分析。

任我游天涯

回复 3 # jukiblue 的帖子

学习了，LZ辛苦了。

南阳振动

LZ在哪里供职,是否只做理论性的研究

jukiblue

回复 5 # 南阳振动 的帖子

现场振动故障诊断与处理肯定是离不开理论指导的,我是理论和现场都搞的一名高校老师。

南阳振动

回复 6 # jukiblue 的帖子

方便告诉在哪所学校吗？我的Q~~Q43197730

任我游天涯

我也做了些现场动平衡，如遇到问题，希望能跟你多学习一下，请多多指点。

dorrila

回复 1 # jukiblue 的帖子

能否帮忙分析下这组振动数据呢，先谢谢了
某转子振动数据如下（单位mm/s），工作转速为3000rpm，一阶临阶转速为1340RPM，二阶峰值转速2650

  转速                    测点1                测点2
1340                  0.45/36              0.47/33
2000                  0.23/47              0.32/102
2200                  0.45/43              0.37/115
2400                  0.74/48              0.38/112
2500                  0.99/41              0.51/146
2600                  1.98/47              1.04/209
2650                  2.73/120            2.4/312
2800                  0.96/115            1.45/33
2900                  0.91/80              1.56/43
3000                  1.13/63              1.77/45

南阳振动

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建议在2600RPM按二阶振型做平衡

wushimang888

虽然2650rpm相位基本反相，但不一定是二阶临界。从2600rpm到2650rm相位变化很大，似乎不正常。

dorrila

回复 11 # wushimang888 的帖子

2650时相位基本是反向，这个应该是二阶临界吧，还能是别的什么原因引起的呢

wushimang888

到了2900rpm，相位又基本同向了，二阶对2900rpm、3000rpm就没有影响了。我感觉不是二阶

stgcgwj

回复 9 # dorrila 的帖子

请问你想要得到什么分析结果。
不知道是什么机组，振动限值是多少，50MW以上优秀标准为<3.8 mm/s。
看你的这组数据，过一阶时振动小，过二阶时振动大。可针对二阶做动平衡，降低过二阶临界时的振动峰值。对应的，3000rpm的振动也会降低，而过一阶时峰值会增大。

wushimang888

回复 14 # stgcgwj 的帖子

根据振型的正交性，平衡二阶不会对一阶产生影响。除非你采用单侧加重方式