柔性支撑下转子系统不平衡响应滞后角研究.pdf

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1、第６０卷第１期汽轮机技术Ｖｏｌ．６０Ｎｏ．１２０１８年２月ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＦｅｂ．２０１８柔性支撑下转子系统不平衡响应滞后角研究１２２１１曹仲勋，王青华，李冬冬，杨建刚，吴亚军（１东南大学火电机组振动国家工程研究中心，南京２１００９６；２上海市明华电力技术工程有限公司，上海２０００９０）摘要：滞后角的合理选取对旋转机械动平衡试验次数影响很大。采用有限元法计算分析了某大型汽轮机低压转子柔性支撑下不平衡响应滞后角的变化特性。研究表明，柔性支撑下临界转速附近滞后角变化幅度大于刚性支撑，轴承座振动滞后角与绝对轴振滞后角相近，大于相对轴振滞后

2、角。柔性支撑下，临界转速下降到工作转速以内或工作转速附近，导致支撑刚度对滞后角影响较大。结合现场动平衡试验，开展了某汽轮机低压转子振动滞后角变化规律测试分析，验证了计算分析结果。关键词：汽轮机；柔性支撑；振动；滞后角；动平衡分类号：ＴＨ１１１３．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１-５８８４（２０１８）０１-００２７-０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＬａｇＡｎｇｌｅｏｆＵｎｂａｌａｎｃｅＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆＲｏｔｏｒＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈｔｈｅＦｌｅｘｉｂｌｅＳｕｐｐｏｒｔ１２２１１ＣＡＯＺｈｏｎｇ-ｘｕｎ，ＷＡＮＧＱｉｎｇ-ｈｕａ，ＬＩＤｏｎｇ-ｄｏｎｇ

3、，ＹＡＮＧＪｉａｎ-ｇａｎｇ，ＷＵＹａ-ｊｕｎ（１ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＴｕｒｂｏＧｅｎｅｒａｔｏｒＶｉｂｒａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ；２ＳｈａｎｇｈａｉＭｉｎｇｈｕａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｈｏｉｃｅｏｆｌａｇａｎｇｌｅｈａｓｌａｒｇｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｂａｌａｎｃｅｔｅｓｔｔｉｍ

4、ｅｓｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｏｔｏｒｌａｇａｎｇｌｅｆｏｒａｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅｒｏｔｏｒｏｆａｌａｒｇｅｔｕｒｂｉｎｅ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｌａｇａｎｇｌｅｎｅａｒｂｙｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｚｏｎｅｉｓｌａｒｇｅｒｆｏｒｔｈｅｆｌｅｘｉｂｌｅｓｕｐｐｏｒｔ．Ｔｈｅｌａｇａｎｇｌｅｏｆｂｅａｒｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｓｈａｆｔｖｉｂｒａｔ

5、ｉｏｎａｒｅｓｉｍｉｌａｒａｎｄｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｓｈａｆｔｒｅｌａｔｉｖｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｕｐｐｏｒｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｂｅａｒｉｎｇｏｎｔｈｅｌａｇａｎｇｌｅｔｕｒｎｓｔｏｌａｒｇｅｉｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｏａｃｅｒｔａｉｎｄｅｇｒｅｅｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄｉｓｒｅｄｕｃｅｄｔｏｗｉｔｈｉｎｏｒｎｅａｒｂｙｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｓｐｅｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅｒｏｔｏｒｗａｓｄｏｎｅｏｎｔｈｅｂａ

6、ｓｅｏｆｔｈｅｂａｌａｎｃｅｔｅｓｔ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔ．Keywords：turbine；flexiblesupport；vibration；lagangle；dynamicbalance撑系统刚度以及工作转速距离支撑临界转速的远近程度等［１４］０前言因素。李恒海等认为汽轮机工作转速下考虑支撑柔性影［１５］响时轴承座振动滞后角在１３０°～１８０°。高庆水等以某大不平衡是旋转机械最常见的振动故障。如何提高动平型汽轮机为例，认为工作转速下二阶不平衡力与振动滞后角［１，２］［１６］

7、衡试验效率、减少开机次数，一直是国内外研究热点。应大于１２０°。冷洪坤等给出了通过实验确定滞后角的方大量的工程实践表明，动平衡试验时，准确的试加重角法。上述文献对滞后角变化规律进行了研究，但没有研究支度可以有效地减小动平衡试验误差，提高动平衡试验效率，撑特性对滞后角的影响。减少动平衡次数。滞后角反映了振动高点滞后于不平衡力本文以某大型６６０ＭＷ汽轮机低压转子两侧轴承为例，的角度，试加重角度可以根据振动相位角和滞后角来反推。通过理论计算和动平衡试验研究，分析了柔性支撑下转子系［３，４］ＢｉｎＧ等利用滞后角和振动相位实现了无试重平衡。因统不平衡响应滞后角

8、的变化特性。［５，６］此，滞后角的合理确定对于动平衡试验来说至关重要。不同支撑模式下，系统动力特性不同。支撑