漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法
【專利摘要】漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法，汽輪發(fā)電機(jī)組在運行中發(fā)生轉(zhuǎn)子逐步彎曲事故時，采用漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法，可在現(xiàn)場對彎曲轉(zhuǎn)子的平衡狀況進(jìn)行有效校正，以避免轉(zhuǎn)子返廠處理所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險。其關(guān)鍵技術(shù)就是轉(zhuǎn)子彎曲狀態(tài)的預(yù)評估、彎曲振型的分解和動平衡方案的制定。
【專利說明】漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動力機(jī)械工程領(lǐng)域，發(fā)電廠設(shè)備的故障診斷與處理，具體涉及一種漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，大型汽輪發(fā)電機(jī)組在若干電廠相繼發(fā)生了轉(zhuǎn)子彎曲事故，且轉(zhuǎn)子的彎曲量逐步發(fā)展，需經(jīng)過少則一年多則幾年的運行才能逐漸趨于穩(wěn)定。據(jù)不完全統(tǒng)計，國產(chǎn)600麗機(jī)組中已有20多臺出現(xiàn)了不同程度的高中壓轉(zhuǎn)子漸進(jìn)式彎曲故障；國產(chǎn)1000麗機(jī)組也有近10臺出現(xiàn)了顯著的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子漸進(jìn)式熱彎曲問題。
[0003]目前，汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子彎曲故障的常見處理方法有兩種:一是直軸處理，即給轉(zhuǎn)子施加直軸載荷，將轉(zhuǎn)子校直；二是通過切削加工，去除彎曲變形所帶來的不平衡質(zhì)量。但這兩種處理方法所需工期較長、費用昂貴，且具有一定的風(fēng)險。因此，近年來科研人員越來越多地嘗試著對彎曲轉(zhuǎn)子進(jìn)行現(xiàn)場動平衡來補(bǔ)償其不平衡質(zhì)量。
[0004]相比于常規(guī)的動平衡試驗，彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡具有明顯的特殊性，主要原因有三:一是轉(zhuǎn)子彎曲量會逐步發(fā)展，使得其產(chǎn)生的不平衡質(zhì)量也不斷變化；二是轉(zhuǎn)子彎曲呈現(xiàn)不規(guī)則的空間曲線，往往需要同時進(jìn)行多階彎曲振型的動平衡校正；三是彎曲轉(zhuǎn)子一般需要揭缸或抽轉(zhuǎn)子，才能施加上足夠的配重對其進(jìn)行補(bǔ)償，這就要求現(xiàn)場動平衡一次成功，否則重新揭缸或抽轉(zhuǎn)子來進(jìn)行加重調(diào)整將產(chǎn)生較大的成本。因此，為獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和避免資源浪費，針對漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法研究是十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可在現(xiàn)場對彎曲轉(zhuǎn)子的平衡狀況進(jìn)行有效校正，以避免轉(zhuǎn)子返廠處理所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險的漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]I)基于漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的歷史振動數(shù)據(jù)，通過灰色預(yù)測理論對其振動發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行預(yù)測，得到漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子前后軸承處的振動發(fā)展的最終振動狀態(tài)；
[0008]2)轉(zhuǎn)子彎曲振型的分解:轉(zhuǎn)子彎曲呈現(xiàn)不規(guī)則的空間曲線，利用預(yù)測得到漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子前后軸承處的振動發(fā)展的最終振動狀態(tài)，采用振型分解法，得到轉(zhuǎn)子的各階彎曲振型；
[0009]3)制定漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子動平衡方案:彎曲轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的不平衡質(zhì)量較大，且不平衡分布不均勻，因此存在較大的振型干擾，在現(xiàn)場制定漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的動平衡方案時，需考慮振型干擾系數(shù)。
[0010]所述步驟I)具體步驟如下:
[0011]I)把漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的歷史振動數(shù)據(jù)按時間組成序列x(°)，即:
[0012]X(0) = {X(0)(1)，X(0)(2)，X(0)(3)，...，X(0)(n)}(I)
[0013]2)將序列X(0)通過累加生成新序列Χ(1)，即:[0014]X⑴={Χω (I)，Χω (2)，Χω (3)，…，Χω (η)}(2)
[0015]其中
【權(quán)利要求】
1.漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法，其特征在于包括以下步驟: 1)基于漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的歷史振動數(shù)據(jù)，通過灰色預(yù)測理論對其振動發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行預(yù)測，得到漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子前后軸承處的振動發(fā)展的最終振動狀態(tài)； 2)轉(zhuǎn)子彎曲振型的分解:轉(zhuǎn)子彎曲呈現(xiàn)不規(guī)則的空間曲線，利用預(yù)測得到漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子前后軸承處的振動發(fā)展的最終振動狀態(tài)，采用振型分解法，得到轉(zhuǎn)子的各階彎曲振型； 3)制定漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子動平衡方案:彎曲轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的不平衡質(zhì)量較大，且不平衡分布不均勻，因此存在較大的振型干擾，在現(xiàn)場制定漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的動平衡方案時，需考慮振型干擾系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法，其特征在于:所述步驟I)具體步驟如下: 1)把漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的歷史振動數(shù)據(jù)按時間組成序列X(°)，即:
X(O) = |X(0) Q)，x(0) (2)，X(Q) (3)，…，χ(°) (η)}(I) 2)將序列Χ(0)通過累加生成新序列X⑴，即:
X(1) = {X(1) (I)，Χω (2)，Χω (3)，…，Χω (η)}(2) 其中:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法，其特征在于:所述步驟2)具體步驟如下: 對汽輪發(fā)電機(jī)組，其汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和部分發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在一、二階臨界轉(zhuǎn)速之間運行，該類轉(zhuǎn)子的彎曲響應(yīng)主要表現(xiàn)為一階和二階振型；而部分處于二、三階臨界轉(zhuǎn)速之間運行的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其彎曲響應(yīng)主要表現(xiàn)為二階振型和三階振型； 汽輪發(fā)電機(jī)組軸系各轉(zhuǎn)子的前后支撐軸承處均安裝有振動傳感器，現(xiàn)基于兩個傳感器所測得的歷史振動數(shù)據(jù)，利用式(6)預(yù)測得到漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子前后軸承處的振動發(fā)展的最終數(shù)據(jù)，即振動矢量A、B; I)當(dāng)轉(zhuǎn)子在一、二階臨界轉(zhuǎn)速之間運行時:A = Ψ:+Ψ2 ；Β = F1-V2,那么，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸進(jìn)式彎曲轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場動平衡方法，其特征在于:所述步驟3)具體步驟如下: 1)對計算轉(zhuǎn)速工況位于轉(zhuǎn)子的一、二階臨界轉(zhuǎn)速之間運行時
【文檔編號】G01M1/32GK104034480SQ201410270217
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】何國安, 張學(xué)延, 張衛(wèi)軍, 葛祥, 劉樹鵬, 楊青 申請人:西安熱工研究院有限公司