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1、对汽轮机汽流激振状况的分析及预防措施摘要:本文对汽轮机产生汽流激振的机理及特征加以分析,并从轴承强度、叶顶间隙、汽封激振等方面对高参数汽轮机汽流激振的预防及消除措施进行了说明。关键词:汽轮机;汽流激振;叶顶间隙;汽封激振abstract:thesteamturbinetogeneratesteamflowexcitationmechanismandcharacteristicstobeanalyzed,andthebearingstrength,thetipclearancevaporsealexcitingaspectsofhigh-parametersteam
2、turbinesteamflowexcitationpreventionandeliminationmeasuresaredescribed.keywords:steamturbine;vaporflowexcitation;tipclearance;steamsealexcitation中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号：进年来，伴随时代的发展，人类的科学技术也一直在飞速的提升,自从发明了电后，电力开始逐渐在我们的生活中产生不可替代的重要性。大容量火电机组已经成了电力行业的主力军。大容量汽轮发电机轴系变长,支持轴瓦数量增多,机组的蒸汽参数不断提高,产生的
3、汽流激振力也随之增大。汽流激振问题也必将会越来越严重影响汽轮发电机组的安全运行。因此,加强大型机组的汽轮机汽流激振的研究也显得非常重要。根据汽流激振机理和国外大容量机组的运行经验,已确认汽流振动故障更容易发生在高参数、大容量汽轮机的高压(或高中压)转子上。由于蒸汽激振力近似地正比于机组的出力,因此,由汽流振动引起的不稳定振动就成为限制大容量机组出力的主要因素;尤其随着超临界机组的投运,汽流激振引起的低频振动会更加突出,所以加强对高参数、大容量机组汽流激振的研究很有必要。1汽流激振的机理所谓汽流激振就是蒸汽作用在高中压转子上的切向力对动静间隙、汽封结构以及转子与汽缸
4、对中的灵敏度提高,增大了作用在转子上的激振力,降低了汽轮机轴系的稳定性,使高中压转子失稳而产生很大的低频振动。作用在汽轮机转子上的蒸汽激振力可分为静态力和动态力两类。这两类力都可以引起汽流激振。1.1叶顶间隙激振力由于机组安装、运行中汽缸跑偏等原因造成转子相对于汽缸发生了偏移,使得叶顶间隙沿圆周方向发生变化。由于叶顶间隙沿圆周方向存在不同,蒸汽在不同间隙位置处的泄漏量不均匀,进而使得作用在叶片沿圆周方向的切向力不等,这样就产生了一个作用在叶轮中心的横向力,也称之为间隙激振力。该横向力趋向于使转子产生自激振动。在一个振动周期内,当系统阻尼消耗的能量小于该横向力所做的
5、功,转子便会产生自激振动。当转子中心偏移汽缸中心不大时,叶顶间隙激振力近似与转子偏移量、功率成正比,而与叶片高度和线速度成反比,若激振力用相对值s表示,则有s=f式中s-------叶顶间隙激振力-------转子中心偏移汽缸中心的位移量-------转子输出功率--------叶片平均线速度--------叶片高度由上式可知,汽流激振容易发生在大功率、叶片较小的高压转子上,加之高压转子质量较小,在不大的激振力作用下,会引起较显著的窝动。1.2汽封汽流激振力为减小各处动静配合间隙处的漏气,保证汽轮机安全、高效的运行,设置了各类汽封。所以当运行参数控制不当,造成转子
6、的动态偏心时,会引起轴封和隔板汽封腔室中沿圆周方向蒸汽压力分布的不均匀,这样就会产生一垂直于转子偏移方向的合力,使转子运动趋于不稳定。由于轴向压差造成了高温高压蒸汽在汽封中的流动,因此蒸汽在汽封中的流动主要是轴向流动,但由于蒸汽具有一定的粘性,加之转轴高速旋转,又带动汽封中的蒸汽周向流动,因此该流体力包括蒸汽在汽封内轴向流动和周向流动产生的两部分汽流力。1.3作用在转子上的不对称的静态蒸汽力对于喷嘴调节的汽轮机,调节级进汽的不对称性导致的作用在转子上的作用力不对称,在某种工况下,可能会上抬转子。这样将影响轴颈在轴承中的位置,改变轴承的动力特性而造成转子运行失稳。只
7、有在上述3种力垂直于转子偏心的切向力之和大于转子轴承的油膜阻尼力的时候,这种振动才会被激发起来。2汽流激振的特征汽流激振通常发生在高参数机组的高压转子上,在低参数机组和高参数机组中、低仄转子上很少发生。汽流激振的振动信号有如下特征2.1汽流激振时轴振全频谱图是正进动方向,轴心轨迹是圆形或近似圆形2.2自激振动的涡动频率近似为(为转速),轻度汽流激振时(涡动频率)略小于转速的1／2.严重汽流激振时为高中压转子的一阶临界转速。2.3流体激振失稳状态下转子做自激振动,呈现的模态与受到外力作用所呈现的一阶不平衡振动的模态一样。最大振幅通常并不出现在轴承附近的传感器处。因此
8、要求分析人
