[發明專利]汽輪機轉子模態分析的驗證方法及裝置

在審

• 申請號: 202011634423.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112857808A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 常乃桐;劉曉東;王俊;夏元峰;劉鑫;付帥;安天成;邱百軍;梁東煒;董華奇
• 申請（專利權）人: 沈陽德瓦特汽輪動力有限責任公司
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本申請公開了一種汽輪機轉子模態分析的驗證方法及裝置，涉及汽輪機技術領域，可以解決在對汽輪機轉子模態分析時，容易導致產品的試驗合格率較低，無法滿足汽輪機轉子模態的分析驗證的精確度要求的問題。其中方法包括：獲取加重前冷態停機過程下的第一試驗數據以及熱態停機過程下的第二試驗數據；通過低轉速運行消除轉子的熱彎曲，并在判定轉子振動穩定時按照Overhang Mode模態進行加重處理；若判定加重引起的激勵振動充足，則提取加重后冷態停機過程下的第三試驗數據以及熱態停機過程下的第四試驗數據；根據第一試驗數據、第二試驗數據、第三試驗數據以及第四試驗數據確定汽輪機轉子模態分析的驗證結果。本申請適用于對汽輪機轉子模態分析的驗證。

技術領域

本申請涉及汽輪機技術領域，尤其涉及到一種汽輪機轉子模態分析的驗證方法及裝置。

背景技術

根據汽輪機行業國際標準《API612石油、石化和天然氣工業用汽輪機》中要求，汽輪機轉子應進行轉子模態驗證試驗。通過在轉子上適當位置加重附加離心力，以激發其振動，并利用加重前、后轉子振動數據矢量相減，得出在轉子上附加外激勵引起的振動。將此振動數據與轉子理論模態對比，要求附加外激勵引起的振動幅值小于理論預測值。

目前汽輪機轉子模態分析驗證試驗的過程為：第一步、將汽輪機轉子升速至跳閘轉速，機組跳車停機，記錄停機過程中軸振動的幅值和相位角度；第二步、根據轉子模態分析中加重位置對轉子加重；第三步、再次起車，在最大連續轉速運轉15分鐘后升至跳閘轉速，按第一步相同的方法記錄停機過程中的幅值和相位；第四步、將第一步與第三步中記錄的振動數據矢量相減；第五步、將第四步得出的實際結果與理論汽輪機轉子模態分析進行對比。

然而上述汽輪機轉子模態分析驗證方法，加重重量過小轉子激勵不充分，會導致試驗中出現信號干擾、支撐基礎輕微變形等干擾因素；并且在轉子未附加重量啟動與附加重量啟動之間，未消除轉子熱彎曲；轉子在最大連續轉速及跳閘轉速運行的狀態狀不穩，轉子未達到完全熱膨脹狀態，導致加重前后，造成機組振動變化的原因不僅有附加外激勵的影響，同時也有轉子未完全膨脹、軸承油膜不穩定等因素影響，導致試驗結果與理論預測不符。因此上述汽輪機轉子模態分析驗證方法容易導致產品的試驗合格率較低，無法滿足汽輪機轉子模態的分析驗證的精確度要求。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種汽輪機轉子模態分析的驗證方法及裝置，主要目的在于解決在對汽輪機轉子模態分析時，容易導致產品的試驗合格率較低，無法滿足汽輪機轉子模態的分析驗證的精確度要求的問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種汽輪機轉子模態分析的驗證方法，該方法包括：

獲取加重前冷態停機過程下的第一試驗數據以及熱態停機過程下的第二試驗數據；

通過低轉速運行消除轉子的熱彎曲，并在判定轉子振動穩定時按照OverhangMode模態進行加重處理；

若判定加重引起的激勵振動充足，則提取加重后冷態停機過程下的第三試驗數據以及熱態停機過程下的第四試驗數據；

根據所述第一試驗數據、所述第二試驗數據、所述第三試驗數據以及所述第四試驗數據確定汽輪機轉子模態分析的驗證結果。

優選地，所述獲取加重前冷態停機過程下的第一試驗數據以及熱態停機過程下的第二試驗數據，具體包括：

若判定轉子在暖機轉速穩定運行，則啟動機組升速至最大連續轉速，并在穩定第一預設時長后機組停機，獲取冷態停機過程下的第一試驗數據；

在判定機組完全停穩后，再次啟動機組升速至所述最大連續轉速，并在穩定第二預設時長后機組停機，獲取熱態停機過程下的第二試驗數據。

優選地，所述通過低轉速運行消除轉子的熱彎曲，并在判定轉子振動穩定時按照Overhang Mode模態進行加重處理，具體包括：