[發明專利]一種汽輪發電機組軸系周期性波動振動的診斷方法

有效

• 申請號: 201911242830.4
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111006756B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 魏邦華;吳明;陳錦裕;田濤;李宏;盧家良;童益華;劉檢軍;江臘濤;彭興華
• 申請（專利權）人: 福建福清核電有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

1.一種汽輪發電機組軸系周期性波動振動的診斷方法，包括四個步驟，步驟1，根據運行及振動測量數據進行振動初步分析；步驟2，對汽輪發電機組軸系進行受力分析；步驟3，畫出軸系彎曲應變示意圖；步驟4，引入胡克定律進行振動分析；

其特征在于：所述步驟1包括進回油溫度方面分析振動原因，臨界轉速方面分析振動原因，空載定速后振動變化方面分析振動原因，軸振與瓦振變化方面分析振動原因；

所述步驟2，對汽輪發電機組軸系進行受力分析；

F7為7瓦的載荷，F8為8瓦的載荷，G4為發電機轉子重量，設7瓦與8瓦間距為L，發電機靠背輪與7瓦間距離為L1,則在靜止狀態，必然有下式(1)、(2)成立；

F7+F8＝G4 (1)

F7＝F8＝1/2·G4 (2)

由上文分析可知，汽輪發電機組定速后8瓦載荷在逐漸變小，即F8在變小，此時LP2轉子與發電機轉子間將會形成內應力，以發電機轉子為研究對象，則LP2轉子通過聯軸器向發電機轉子施加了一個向下的f1應力，以LP2轉子為研究對象則發電機轉子給LP2轉子施加了一個向上的應力f2，f1與f2是一對作用力與反作用力，即f1＝f2，以發電機為研究對象，則有下式(3)、(4)成立；

F7+F8＝G4+f1 (3)

8瓦運行負荷變小時，發電機轉子與LP2轉子間確實會有內應力產生，而8瓦負荷變小主要原因是8瓦軸頸揚度偏小太多導致，而8瓦的揚度由軸系的基準揚度6瓦的軸頸揚度所決定，由此可見汽輪發電機組的基準揚度偏差可造成機組運行后軸系間產生內應力；

所述步驟4，引入胡克定律進行振動分析；

設應變量為ε，軸系的彈性模量為E，彎曲應力為σ，則根據胡克定律則有式(5)成立；

σ＝E^ε (5)

在彈性限度內，軸系可看作是一個彈性振子，當f2保持不變的情況下，LP2轉子的應變ε始終保持穩定，彎曲應力σ也保持穩定，此時整個軸系不會發生波動振動；當外界條件發生變化后，容易造成8瓦負荷F8發生改變，由(4)式可知，當F8增大時，內應力f1將變小，彈性振子的平衡狀態會被打破，軸系將向應變量的反方向進行回彈，產生維繞新平衡位置的上下波動振動；根據軸系彎曲應變圖，具體分析如下：

A、因6瓦接近LP2轉子的最大應變量位置，故6瓦波動幅度較5瓦及8瓦要大；

B、LP2轉子彎曲變形的支點是7瓦，故7瓦沒有波動，但相位角將會出現反相變化；

C、當外界條件變化后，彈性振子平衡被打破后，波動振動將自動產生，可以解釋波動自動產生的問題；

D、因振動總會受到阻尼作用，故波動振動可以自行衰減，直到消失并平衡于一個新的平衡位置；

E、在內應力的作用下LP2轉子與發電機轉子發生彎曲應變，也就是說LP2轉子與發電機轉子組成一個彈性振子，因此5、6、8瓦波動振動一定是同時出現，且同時消失；

F、因軸系的彎曲變形是以7瓦及LP2轉子的近似中點為始點，當彈性振子的平衡被打破后6瓦的波動振幅始終與5、8瓦反相；

G、負荷變化時，平衡被打破的概率高，因此加減負荷時出現周期性波動振動的概率高。