汽轮机可倾瓦颤振引发低频振荡问题研究.pdf

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1、振动与冲击第33卷第11期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK汽轮机可倾瓦颤振引发低频振荡问题研究张楚，高庆水，邓小文(广东电网公司电力科学研究院，广卅I510080)摘要：建立流固耦合动力学仿真分析模型，对可倾轴承上出现的一种与油膜失稳很相似的低频不稳定振动问题进行研究。将可倾瓦块视为可以沿着支点上下移动以及绕着支点摆动的两自由度系统。采用有限差分法求解Reynolds方程得到油膜厚度动态变化情况下瓦块间隙内油膜压力分布，将其合力和合力矩反作用到瓦块上改变瓦块运动。仿真结果得到了试验证实。研究表明，在一定情况下瓦块颤振会

2、引发低频不稳定振动。分析了瓦块间隙、转速等因素对瓦块颤振的影响，比较了瓦块颤振与油膜失稳之间的差别。关键词：颤振；可倾轴承；失稳；振动；流固耦合中图分类号：TK263文献标志码：ASubsynchronousvibrationcausedbypadflutteringofturbinetilting-padbearingsZHANGChu，GAOQing—shui，DENGXiao—wen(ElectricPowerResearchInst．，GuangdongPowerGridCorp，Guangzhou510080，China)Abs

3、tract：Afluid—solidcoupledvibrationsimulationmodelwassetuptostudytheunstablesub．synchronousvibrationcausedbypadflutteringoftihing—padjournalbearings，whichwassimilartooilwhip．Padwasconsideredasavibrationsystemwith2-DOFincludingverticalmotionandtiltingmotionaboutpadpivot．Rey

4、noldsequationwassolvedusingthefinitedifferencemethodtocalculateoilfihnpressuredistributioninapadgapwhenchangingfilmthickness．Theresultantforceandmomentoftheoilfilmpressuredistributionwereexertedonthepadtochangethepadmotionthereafter．Simulationresultswereverifiedwithteston

5、es．Thestudyresultsshowedthatpadflutteringcausestheunstablesub—synchronousvibrationincertaincases．Influenceofpadgapandrotatingspeedonpadflutteringwasanalyzed．Differencebetweenoilwhipandpadflutteringwasclarified．Keywords：fluttering；tilting—padjournalbearing；instability；vibr

6、ation；fluid—solidcoupledvibration滑动轴承是大型旋转机械重要部件。与固定式轴程上往往将其混为一谈，直接影响了故障治理效果。承相比，可倾轴承通过瓦块自适应摆动减小切向力，初步研究表明，这种现象是由瓦块颤振所引起的。提高了系统稳定性，在现代大型汽轮发电机组上得到瓦块颤振是一种可倾瓦块绕着支点作周期性摆动的现广泛应用。象。Zeidan等指出瓦块颤振将会导致轴承上瓦块损可倾轴承稳定性虽然较高，但也并非完全稳定。坏，减小瓦块弧度以及采用弹性支撑可以抑制颤振。近年来，一些机组上陆续发生了可倾轴承油膜失稳故Adams等分

7、析了支点位置等因素对可倾瓦颤振的影障¨J。这类故障大多发生在承载较轻轴承上。和固响，指出可倾瓦块颤振时将会出现比较严重的次同步定式轴承一样，抬高轴承标高、减小轴承间隙可以较为振动。Hargreaves等等分析了进油边处收敛油楔形有效地消除这类故障，国内外就此开展了大量研状对瓦块颤振的影响。Yang等。。等通过分析作用在究5j。然而，还有一些机组可倾轴承上所出现的不可倾瓦块上的力矩特性研究了瓦块颤振机理，提出了稳定振动，其特征和油膜失稳很相似，但是却很难用传一种改进型可倾轴承型式。其实验研究结果表明⋯，统油膜失稳理论来解释。例如，油膜失稳故

8、障容易导瓦块颤振频率近似等于0．5x旋转频率，幅值随着转速致轴承下瓦块疲劳损伤，而这类故障却很容易导致升高而增大。文献[12]应用声发射技术监测了可倾轴轴承上瓦块疲劳损伤。由于两种故障特征很相