大型发电机组轴系快速全息诊断及动平衡方法研究

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1、大型发电机组轴系快速全息诊断及动平衡方法研究人型发电机组轴系快速全息诊断及动平衡方法研究信息来源：广东科技厅（浏览数：359）一、任务來源近年來新装的机组中600MW.1000W的汽轮机组逐渐占据主流，这种大型汽轮发电机组轴系越來越复杂，轴系更长均由多个柔性转子组成，例如上汽亚临界600MW机组共6个转子组成。组成轴系的各个转子在制造厂经过高速动平衡，受现场安装、调试和运行中各种复杂工况的影响，以及运行中一些突发因索的干扰，轴系的原始平衡状态将不可避免发生变化，在现场仍需要动平衡降低振动。统计结果表明，对于100MW以下机组大约有25%需要进行现场轴系平衡，但90年代中、

2、后期生产的引进型300MW、600MW机组,以及目前正在大量建设的1000MW超超临界机组，在现场需进行轴系平衡的比例高达70%以上。随着科学技术的发展突飞猛进，人们対客观事物本质的认识越來越深刻。各种学科和理论如：信息论、控制论、人T智能、计算机技术等都得到了很大的发展，它们从各自的角度提出了许多新方法和新思路，可以让我们对所分析的对象冇更清楚的把握，从而为动平衡技术的发展捉供了有力的技术支持。因此，如果能将这些当代的前沿科学技术及成果应用于转了动平衡领域，必将为动平衡技术提供有力的技术支持，并对其发展起到巨大的推动作用。2007年广东省电力工业局试验研究所联合西安交通

3、大学及广州粤能电力科技开发有限公司开展一大型发电机组轴系快速全息诊断及动平衡方法研究以提高大型发电机组轴系故障诊断及动平衡的效率和精度。二、应用领域和技术原理本项冃的研究成果不但可以用于大型汽轮发电机组轴系，同时还可用于通用大型旋转机械的故障诊断及动平衡，具有广阔的应川前景。—大型发电机纽轴系快速全息诊断及动平衡方法研究II捉岀了一套完整的针对大型汽轮发电机组轴系的快速诊断及平衡新方法，木方法可概括为四个步骤：（1）首先用三维全息谱的方式全面了解轴系振动全貌，准确识别不同的转频故障，避免动平衡的盲目性并判明不平衡类型；（2）采用基于经验模态分解及全息谱的不平衡方位估计技术

4、，确定试重方位；（3）对于受到非线性凶索影响的机组，采用模糊迁移矩阵平衡发提高平衡精度；（4）一套基于全息谱、计算机模拟和优化技术的轴系动平衡软件用于现场的动平衡，简化平衡操作提高平衡精度及效率，以实现迅速处理机组故障。木课题的技术原理貝体论述如下：1、基于全息谱技术的平衡前诊断确诊失衡为机组主导故障，是现场采用高速动平衡作为消振于•段的前提和保障。为了提高转频故障的确诊率，鉴于现有大型旋转机械在一个轴承截而已安装了两个传感器的现状，本项冃将多传感器信息融合为基础的全息谱技术用于表征不平衡响应的方法，以及如何通过初和点监测、三维全息差谱等技术来迅速区分不平衡与其它常见转频

5、故障，在确诊失衡故障后采用全息谱分解技术可以迅速判断不平衡的类型，以指导技术人员制定合适的平衡方案。2、基于EMD分解及全息谱技术的不平衡方位估计木项忖在全息原理的基础上，针对不平衡方位估计这一关键问题，提出采用初和点代替传统单传感器估计方法中的振动高点，并采用经验模态分解（EMD）分析启停机数据改造传统机械滞后角法，试验证明该方法能有效提高不平衡估计精度，是实现一一次加准法II的有效于•段。乩将工频椭圆进行正进动圆和反进动圆分解，用正进动圆作为不平衡振动响应，以消除了各向异性对振动高点佔计的影响。提出采用正进动闘上初相点代替传统童义上振动高点川于估计不平衡方位。b.为了

6、避开选取机械滞后角时对平衡人员经验的依赖，提出利川经验模态分解技术处理历史平衡记录的启停车数据來确定机械滞后角，进一步提高不平衡相位的估计粘度。3、模糊迁移矩阵平衡法在传统动平衡法基础上，结合全息谱技术、模糊集合理论，提出模糊迁移矩阵平衡法。a.提出川迁移矩阵替代影响系数表示单位试重的振动响应，减少了在转了一轴承系统各向异性时的计算谋差，从而将传统的影响系数法改造为基于迁移矩阵描述单位试重响应的平衡法;b.分析了转子系统非线性因索对动平衡的影响，由于受系统非线性凶索的干扰，不同历史记录计算得到的迁移矩阵重复性差，因此我们提出用模糊数來描述迁移矩阵小变量的不确定性，构造了模

7、糊迁移矩阵；C.将组介法和区间数分解法相结合，提出了一种新的求解区间方程的算法，有效减少了凶迁移矩阵重复性差所带来的平衡计算误差；4、轴系全息谱现场动平衡技术及软件在全息谱技术基础上，将多传感器信息融合技术与柔性转子现场动平衡技术充分结合，提出了针对轴系的全息动平衡方法；同时，将计算机模拟、优化技术应用到现场动平衡中，简化了平衡操作，捉高了平衡的精度和效率。a.用独特的迁移矩阵表征标准试重在各个轴承谢上引起的振动响应，和对丁•传统的影响系数能更充分反映机组在不平衡激励下的振动行为特性；发现了转了自转角度与转了涡动角度Z间的对应