[发明专利]一种单支撑轴系汽轮发电机组多转子联合振型平衡法

说明书

技术领域

本发明涉及超超临界汽轮发电机组故障诊断和振动处理领域，具体地说是一种单支撑轴系超超临界汽轮发电机组多转子联合振型平衡法。

背景技术

上汽-西门子型超超临界汽轮发电机组由于其具有高效、节能和环保的技术优势，正成为我国在21世纪初期最具有竞争力的燃煤机组，市场应用前景非常良好，至2010年底，已投产30余台1000MW、660MW机组。该类型汽轮机组采用独有的单轴承支撑结构，单支撑减少了3个轴承，转子的振动监测也相应减少了3个平面处的测点信息，只能测试到转子单端的振动信息，单个转子没有相互相位关系，无法从转子的相互相位关系判断转子的一阶、二阶振型。单支撑轴系超超临界机组振动故障时，工频振动不稳定，不管空负荷定转速还是带负荷过程，工频振动始终出现波动，变化剧烈，且存在轴振相互强烈耦合影响，给轴系的现场动平衡处理带来一定的难度。

单支撑轴系机组的振动信号特征，使用两种经典的动平衡技术(振型平衡法和影响系数法)在处理机组现场轴系动平衡都存在非常大的困难。两个轴承间的振动信息和相位关系已经不能反映振型关系，无法给出正确的振型平衡校正质量。简单使用影响系数法平衡单支撑轴系超超临界机组柔性转子，由于轴振相互耦合影响，轴振、瓦振幅值波动变化很大，使得计算结果对测量误差敏感，容易导致平衡误差很大，给出的加重区间很大，以至于现场无法实施。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明提供一种单支撑轴系超超临界汽轮发电机组多转子联合振型平衡法，其通过矢量和振型谐分量计算，结合转子的临界转速，辨识出多转子的联合振型，以轴振数据为主，引入瓦振、轴振比例因子，多转子多平面同时加重，以显著提高单支撑轴系轴系转子的平衡效率和精度。

本发明采用的技术方案如下：一种单支撑轴系汽轮发电机组多转子联合振型平衡法，其方法如下：

1)单支撑轴系的振动测试系统通过配套的汽机安全保护系统(TSI)或汽机故障诊断系统(TDM)得到各轴承的轴振、瓦振信息，通过轴振工频分量的矢量合成和谐分量计算，辨识出平衡转速下的轴系各转子的振型矢量；

2)依据各转子的振型矢量来识别转子是否存在不平衡故障，选择需加重的转子和相应的平面；

3)如果瓦振、轴振信息存在不稳定不平衡量的情况，振型矢量的原始振动At为初始振动和最大振动的折中值，并引入瓦振、轴振比例因子，将不稳定、非线性的振动数据转为线性关系的瓦振、轴振比例关系；

4)每个转子振型的加重平面上的加重角度，根据各个转子的滞后角得出；

5)首次加重的质量P等于振幅除以预估的质量响应系数，预估的质量响应系数参考同类型机组的数据，即首次加重参考加重区间的质量数据；

6)根据多转子多平面一次加重，重新开机至额定转速，待振动稳定，测试和评估平衡后的振动信息，计算各转子振型矢量的影响系数，得到各转子振型的滞后角和质量响应系数。

采用联合振型平衡法计算的多转子为一高压转子、一中压转子和二个低压转子，靠近发电机转子的低压转子两端的振型矢量为A₅和U₅；靠近中压转子的低压转子的振型矢量为A₄-U₅和其反对称分量；中压转子的振型矢量为A₃-U₄和其反对称分量；高压转子的振型矢量为A₂-U₃和A₁；

其中，上述转子各轴承座的轴振矢量A_n是由振动测试系统得到，其反对称矢量U_n是A_n在转子另一端n-1轴承处的轴振矢量，n＝1～5。

若仍存在不平衡，根据步骤6)得出的各振型矢量的影响系数，再次计算配重，直至平衡达标。

根据滞后角、质量响应系数和首次加重区间，直接得到各平面的加重方案，采用一组加重一次加到有关平面上。

本发明依据转子临界转速、工作转速下关注测点振幅、相位、考虑不稳定不平衡量，结合单轴承支撑结构的特点，对轴系不平衡做出判断、计算之后，采用一组加重一次加到有关平面上。本发明显著提高了单支撑轴系转子的平衡效率和精度。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为现有单支撑轴系超超临界机组轴系结构布置示意图。

图2为本发明联合振型和加重模式图。

具体实施方式