CN109855800A - 降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法 - Google Patents
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Abstract
一种降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，包括以下步骤：将轴系TSI数据接入振动数据采集***；设定工频分量与通频振动的比值的阈值，判断轴系异常振动的性质是否属于普通强迫振动；对高中压转子两端轴承的外特性进行测试；查阅机组历史开机停机曲线；确定在同一次机组开机和停机过程中，同一转速下振幅以及相位相差不超过给定阀值；判断高中压转子临界转速过大振动是由于转子产生永久弯曲而产生；通过高中压转子的现场动平衡来消除由于残余应力引起的过临界转速的异常振动；根据高中压转子两端轴承的振动幅值计算出首次配重的重量和相位；将首次加重的试加重量和试加相位加入高中压转子中部平衡槽或转子两端平衡槽；配重后分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法。
背景技术
由于锻件设备生产周期短，质量控制不严等原因造成制造厂出厂的高中压转子材料残余内应力过大，转子在高温运行过程中残余应力逐渐释放，转子逐渐产生弯曲变形，使得机组过临界转速振动不断增大。大型汽轮发电机组投产后高中压转子随运行时间延长逐渐弯曲的问题在最近几年开始出现，高中压转子在运行中逐渐弯曲一方面造成振动增大，尤其是过临界转速振动显著增大，直接威胁到汽轮发电机组的安全；另一方面容易造成碰摩致使汽封间隙增大，影响机组运行的经济性，检修维护费用也相应增加。目前电厂在对此类由于转子残余内应力释放而引起的转子振动故障，大修中采取返回制造厂、车圆、高速动平衡的方法进行处理。但对运行中的机组开机过程过大的临界振动目前的做法是提高升速率和放大跳机保护值冲临界的方法，对设备的安全和经济性都有很大影响。
发明内容
本发明就是为了解决上述存在的问题，提出了一种对汽轮机高中压转子残余应力释放引起的开机振动大的现场处理方法，降低临界转速振动值，使得机组开机时平稳安全通过高中压转子临界，避免目前采用的提高升速率和放大跳机保护值盲目冲临界方法带来的安全危害。本发明具有实用性和可操作性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，包括以下步骤：
首先判断高中压转子振动是由于高中压残余应力释放引起的，在此基础上进行现场高速动平衡，包括以下步骤：
(1)将轴系TSI(TSI指汽轮机安全监测***)数据接入振动数据采集***,典型的轴系TSI数据主要包括振动幅值、振动相位。
(2)测量机组正常带负荷工况下高中压转子两端轴承振动数据A、B，相位值α和β，开机升速过程通过高中压转子临界转速时高中压转子两端轴承的轴振值A1、B1，相位值α1和β1，以及停机过程降速过高中压转子临界转速时高中压转子两端轴承的轴振值A2、B2，相位值α2、β2,以上测量振动单位：微米，相位单位：度。
(3)设定工频分量与通频振动的比值的阈值，利用频谱分析方法，判断轴系异常振动的性质是否属于普通强迫振动。如果工频分量与通频振动的比值大于阈值，判断轴系异常振动的性质属于普通强迫振动；所述步骤(3)中，所述阈值为90％。
(4)对高中压转子两端轴承的外特性进行测试，设定各连接部位差别振动阀值，各连接部位差别振动小于阀值。所述步骤(4)中，设定阀值10微米；
(5)查阅机组历史开机停机曲线，机组在刚投产及初期高中压转子开机过临界振动不大，但随时间延续，机组开机和停机高中压转子两侧轴承过临界的振动值越来越大。
(6)查阅机组历史开机停机曲线，确定在同一次机组开机和停机过程中，同一转速下振幅以及相位相差不超过给定阀值，排除摩擦引起的振动；本步骤中振幅阀值30微米，相位阀值20°。
(7)满足上述步骤(3)至(6)条件，可判断高中压转子临界转速过大振动是由于转子材料在运行中残余应力不断释放、引起转子产生永久弯曲而产生的。
(8)机组非大修期间通过高中压转子的现场动平衡来消除由于残余应力释放引起的过临界转速的异常振动；
(9)根据步骤(1)高中压转子两端轴承的振动幅值和振动相位计算出首次配重的重量和相位：
1)试加相位按以下公式得到：Ф＝Ф1+Ф2+180-Ф3，
式中，
Ф1：步骤(1)中测得的高中压转子两端相位的平均值Ф1＝(α1+β1)/2，单位度；
Ф2:现场TSI测量***中键相传感器超前振动传感器角度，单位度；
Ф3：振型角，单位度；
2)试加重量：
试加重量根据临界转速下的振动值A1、B1以及A2、B2，根据经验高中压转子两端加重可取P＝A1/300kg进行试加；
(10)按步骤(9)所得首次加重的试加重量和试加相位加入高中压转子中部平衡槽或转子两端平衡槽；
(11)配重后分析：测量首次配重后振动的幅值和相位是否达到相关振动标准的要求；配重后，若不达标，再次调整配重的大小和方向；如果原始振动过大，首次配重后振动仍达不到相关振动标准的要求，按首次试加配重前后的振动数据，运用影响系数法计算出再次配重的大小和方向。
所述步骤(8)高中压转子的的现场动平衡加重位置首选在高中压转子中部，或者当高中压转子中部加重现场无法实施时、现场动平衡加重位置选在高中压转子两端。
本发明的有益效果是：
1.本发明通过简单与有效的步骤，包括步骤(3)至步骤(6)等，可判断机组异常振动原因是由于高中压转子残余应力释放引起。
2.本发明通过选取合适的加重位置和重量、在高中压转子进行现场高速动平衡，能够降低临界转速振动值，使得机组开机时平稳安全通过高中压转子临界，保证从而机组顺利开机，避免现有技术中采用的提高升速率和放大跳机保护值盲目冲临界方法带来的安全危害，显著提高了汽轮发电机组运行的安全性、可靠性。
3.本发明具有良好的经济性、实用性和可操作性，解决了现有技术存在的容易造成碰摩致使汽封间隙增大，影响机组运行的经济性、检修维护费用高的问题，也解决了现有技术转子振动故障需要大修处理存在的设备的安全和经济性差的问题。
4.本发明的技术路线经在现场多台机组实施证明效果明显。
附图说明
图1是本发明提出的现场消除汽轮机高中压转子残余应力释放引起开机过程中异常振动方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
结合图1，一种降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，包括以下步骤：
(1)将轴系TSI(TSI指汽轮机安全监测***)数据接入振动数据采集***；所述步骤⑴中，典型的轴系TSI数据主要包括振动幅值、振动相位等；
(2)测量机组正常带负荷振动高中压转子两端轴承振动数据A、B，相位值α和β，开机过高中压转子临界时高中压转子两端轴承的轴振值A1、B1，相位值α1和β1，以及停机过高中压转子临界时高中压转子两端轴承的轴振值A2、B2，相位值α2、β2；
(3)设定工频分量与通频振动的比值的阈值，利用频谱分析方法，判断轴系异常振动的性质是否属于普通强迫振动，如果工频分量与通频振动的比值大于阈值，判断轴系异常振动的性质应该属于普通强迫振动；
所述步骤(3)中，所述阈值为90％。
(4)对高中压转子两端轴承的外特性进行测试，设定各连接部位差别振动阀值，各连接部位差别振动应小于阀值。
所述步骤(4)中，设定阀值10微米；
(5)查阅机组历史开机停机曲线，机组在刚投产及初期高中压转子开机过临界振动不大，但随时间延续，机组开机和停机高中压转子两侧轴承过临界的振动值越来越大；
(6)查阅机组历史开机停机曲线，确定在同一次机组开机和停机过程中，同一转速下振幅以及相位相差不超过给定阀值，排除摩擦引起的振动；本步骤中振幅阀值30微米相位阀值20°。
(7)满足上述步骤(3)至(6)条件，可判断高中压转子临界转速过大振动是由于转子材料在运行中残余应力不断释放、引起转子产生永久弯曲而产生。
(8)机组非大修期间通过高中压转子的现场动平衡来消除由于残余应力引起的过临界转速的异常振动。
所述步骤(8)高中压转子的的现场动平衡加重位置首选在高中压转子中部，或者，如果高中压转子中部加重现场无法实施、现场动平衡加重位置可选在高中压转子两端。
(9)根据步骤(1)高中压转子两端轴承的振动幅值计算出首次配重的重量和相位：
1)试加相位按以下公式得到：Ф＝Ф1+Ф2+180-Ф3，
式中，
Ф1：步骤(1)中测得的高中压转子两端相位的平均值Ф1＝(α2+β2)/2，单位度；
Ф2:现场TSI测量***中键相传感器超前振动传感器角度，单位度；
Ф3：振型角，单位度；
2)试加重量：
试加重量根据临界转速下的振动值A1、B1以及A2、B2，根据经验高中压转子两端加重可取P＝A1/300kg进行试加。
(10)按步骤(9)所得首次加重的试加重量和试加相位加入高中压转子中部平衡槽或转子两端平衡槽；
(11)配重后分析：测量首次配重后振动的幅值和相位是否达到相关振动标准的要求；所述振动标准根据电厂的安全生产要求确定，选择国家标准或电厂内部执行的企业标准。
(12)配重后，若不达标，再次调整配重的大小和方向，一般情况下首次配重后振动即可明显减小；如果原始振动过大，首次配重后振动仍达不到相关振动标准的要求，按首次试加配重前后的振动数据，运用影响系数法计算出再次配重的大小和方向。
实施例2
下面以某电厂一台330MW汽轮发电机组由于高中压转子残余应力释放而引起的高中压转子轴承升速振动大的处理方法为例来对本发明作进一步说明。
(1)将轴系TSI数据接入振动数据采集***；
(2)测量机组正常带负荷振动高中压转子两端轴承振动数据A、B，相位值α和β，以及开机和停机过高中压转子临界时高中压转子两端轴承的轴振值A1和B1，相位值α1和β1，以及A2和B2，相位值α2、β2。表1为1号和2号轴承的轴振测量数据表。
表1
(3)振动以工频为主，振动的性质是否属于普通强迫振动。
(4)对1号轴承座的外部特性进行测试，各连接刚度正常，其差别振动不大，小于阀值，各连接部件之间无松动迹象。
(5)查阅机组历史开机停机曲线，机组多次开机过程，确认高中压转子临界振动值随时间渐次增大。
(6)查阅机组历史开机停机曲线，在同一次机组开机和停机过程中，确认同一转速下振幅以及相位相差不超过阀值。
(7)满足(3)至(6)条件判断转子过大临界转速振动是由于高中压转子残余应力释放而引起的转子永久弯曲造成的。
(8)利用本发明的方法，即通过高中压转子的现场动平衡来消除由于残余应力引起的过临界转速的异常振动：平衡一阶平衡量，使机组满足正常启停机要求，同时尽量保证3000rpm转机组振动不增加。
通过计算加重方案为：高中压转子1#侧加重579g(24号和25号平衡螺孔处)；2#侧加重579g(24号和25号平衡螺孔处)。加重后振动数据见表2。
表2
(9)通过高中压转子现场高速动平衡，机组升速过临界振动由265微米降为136微米，3000rpm振动也稍有降低，达到优良水平。
以上实例说明，运用本方法可有效解决转子应力释放引起的转子开机振动大问题。
虽然本发明已示出和描述了本发明实施例，对本领域的普通技术人员而言，基于本发明中的实施例，可以理解在不脱离本发明的原理和精神下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，都属于本发明的上述权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，其特征是,包括以下步骤：
(1)将轴系TSI数据接入振动数据采集***；所述步骤⑴中，典型的轴系TSI数据主要包括振动幅值、振动相位；
(2)测量机组正常带负荷振动高中压转子两端轴承振动数据A、B，相位值α和β，开机过高中压转子临界时高中压转子两端轴承的轴振值A1、B1，相位值α1和β1，以及停机过高中压转子临界时高中压转子两端轴承的轴振值A2、B2，相位值α2、β2；
(3)设定工频分量与通频振动的比值的阈值，利用频谱分析方法，判断轴系异常振动的性质是否属于普通强迫振动；如果工频分量与通频振动的比值大于阈值，判断轴系异常振动的性质应该属于普通强迫振动；
(4)对高中压转子两端轴承的外特性进行测试，设定各连接部位差别振动阀值，各连接部位差别振动应小于阀值；
(5)查阅机组历史开机停机曲线，机组在刚投产及初期高中压转子开机过临界振动不大，但随时间延续，机组开机和停机高中压转子两侧轴承过临界的振动值越来越大；
(6)查阅机组历史开机停机曲线，确定在同一次机组开机和停机过程中，同一转速下振幅以及相位相差不超过给定阀值；
(7)满足上述步骤(3)-(6)条件，可判断高中压转子临界转速过大振动是由于转子材料在运行中残余应力不断释放、引起转子产生永久弯曲而产生；
(8)机组非大修期间通过高中压转子的现场动平衡来消除由于残余应力引起的过临界转速的异常振动；
(9)根据步骤(1)高中压转子两端轴承的振动幅值计算出首次配重的重量和相位：
试加相位按以下公式得到：Ф＝Ф1+Ф2+180-Ф3，
式中，
Ф1：步骤(1)中测得的高中压转子两端相位的平均值Ф1＝(α1+β1)/2；单位：度
Ф2:现场TSI测量***中键相传感器超前振动传感器角度；单位：度
Ф3：振型角；单位：度
试加重量：
试加重量根据临界转速下的振动值A1、B1以及A2、B2，根据经验高中压转子两端加重可取P＝A1/300kg进行试加；
(10)按步骤(9)所得首次加重的试加重量和试加相位加入高中压转子中部平衡槽或转子两端平衡槽；
(11)配重后分析：测量首次配重后振动的幅值和相位是否达到相关振动标准的要求；配重后，若不达标，再次调整配重的大小和方向；如果原始振动过大，首次配重后振动仍达不到相关振动标准的要求，按首次试加配重前后的振动数据，运用影响系数法计算出再次配重的大小和方向。
2.根据权利要求1所述的降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，其特征是，所述步骤(3)中，所述阈值为90％。
3.根据权利要求1所述的降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，其特征是，所述步骤(4)中，所述阈值为10微米。
4.根据权利要求1所述的降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，其特征是，所述步骤(6)中振幅阀值30微米，相位阀值20°。
5.根据权利要求1所述的降低汽轮机转子残余应力释放引起的开机异常振动的方法，其特征是，所述步骤(8)高中压转子的的现场动平衡加重位置首选在高中压转子中部，或者当高中压转子中部加重现场无法实施时、现场动平衡加重位置选在高中压转子两端。
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|---|---|
| CN (1) | CN109855800A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112082696A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-15 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 旋转机械动平衡方法及装置 |
| CN113932970A (zh) * | 2021-08-31 | 2022-01-14 | 神华神东电力有限责任公司 | 用于汽轮机转子振型重塑的动平衡方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102494847A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-06-13 | 山东电力研究院 | 一种大型汽轮发电机组轴系的现场高速动平衡方法 |
| CN102539072A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-04 | 山东电力研究院 | 一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置及动平衡方法 |
| CN102564698A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-11 | 浙江省电力试验研究院 | 一种单支撑轴系汽轮发电机组多转子联合振型平衡法 |
| CN104236799A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 一种快速消除轴承座水平方向振动的动平衡方法 |
| EP2927660A1 (de) * | 2014-04-04 | 2015-10-07 | Prisma Engineering Maschinen- und Motorentechnik GmbH | Vorrichtung zur Belastungsprüfung rotatorischer Prüflinge |
| CN107367353A (zh) * | 2016-05-12 | 2017-11-21 | 福建宁德核电有限公司 | 在线动平衡处理转子弯曲故障校正可行性判定方法和*** |
-
2019
- 2019-03-29 CN CN201910247895.1A patent/CN109855800A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102494847A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-06-13 | 山东电力研究院 | 一种大型汽轮发电机组轴系的现场高速动平衡方法 |
| CN102564698A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-11 | 浙江省电力试验研究院 | 一种单支撑轴系汽轮发电机组多转子联合振型平衡法 |
| CN102539072A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-04 | 山东电力研究院 | 一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置及动平衡方法 |
| EP2927660A1 (de) * | 2014-04-04 | 2015-10-07 | Prisma Engineering Maschinen- und Motorentechnik GmbH | Vorrichtung zur Belastungsprüfung rotatorischer Prüflinge |
| CN104236799A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 一种快速消除轴承座水平方向振动的动平衡方法 |
| CN107367353A (zh) * | 2016-05-12 | 2017-11-21 | 福建宁德核电有限公司 | 在线动平衡处理转子弯曲故障校正可行性判定方法和*** |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 寇胜利: "《汽轮发电机组的振动及现场平衡》", 31 August 2007, 中国电力出版社 * |
| 张荣佩 等: "汽轮机转子弯曲的动平衡校正分析", 《河北电力技术》 * |
| 祁立君: "一次加准法在汽轮机低压转子动平衡中的应用", 《广西电业》 * |
| 闻邦椿 等: "《高等转子动力学-理论、技术与应用》", 31 January 2000, 机械工业出版社 * |
| 魏艳辉 等: "660MW超临界机组汽轮机振动异常原因分析", 《吉林电力》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112082696A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-15 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 旋转机械动平衡方法及装置 |
| CN113932970A (zh) * | 2021-08-31 | 2022-01-14 | 神华神东电力有限责任公司 | 用于汽轮机转子振型重塑的动平衡方法 |
| CN113932970B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-02-13 | 神华神东电力有限责任公司 | 用于汽轮机转子振型重塑的动平衡方法 |
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