三缸超临界空冷汽轮发电机组轴系振动特性分析

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1、第54卷第3期汽轮机技术Vo1．54No．32012年6月TURBINETECHN0L0GYJun．2012三缸超临界空冷汽轮发电机组轴系振动特性分析杨百勇，赵军，申秀兰(1哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046；2湖南岳阳巴陵石化动力事业部，岳阳414003)摘要：针对三缸超临界空冷汽轮发电机组轴系振动特性进行分析，结果证明机组的安全可靠性达到先进水平。关键词：汽轮发电机组；轴系；振动分类号：TK268．1文献标识码：A文章编号：1001-5884(2012)03-0189-02AnalysisonVibrationCharacter

2、isticsofShaftsofThree．cylinderAir．cooledSupercritica1Turbine．generatorYANGBai—yong‘，ZHAOJun，SHENXiu．1an(1HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China；2PowerDivisionofYueyangBalingPetrochemicalCompanyLimited，Yueyang414003，China)Abstract：Three—cylinderair—cooledsuper—critica

3、lTurbine—Generatorshaftvibrationcharacteristicsanalysis．safetyandrelia—bilityoftheunittoreachtheworldadvancedleve1．Keywords：turbine—generator；shafts：vibration0前言1轴系组成随着我国进一步推行节能节水保护环境的能源政策及本机组是三缸四排汽的超临界空冷600MW机组，该机解决“富煤富油贫水”地区(国家)的电力供给问题，提高对型轴系由高中压转子、低压转子I、低压转子II和发电机转子一次能源的利

4、用效率，迫切需要研制开发高效率、大容量的及励端小轴组成，轴系组成见示意图图1。空冷汽轮发电机组，为此开发研制了超临界空冷600MW汽高中压低压I低压II发电机励磁机轮机。鉴于空冷排汽冷端的冷却系统不同于湿冷汽轮机，其H末级排汽容量小，背压及排汽温度高，排汽温度变化范围大，岛低压缸的变形量较大，并且背压波动频繁，对于采用轴承座与低压汽缸连接或半连接结构的汽轮机，轴承的标高会有明图1超临界空冷600MW机组轴系示意图显变化，这将对轴系运行时的振动稳定特性产生一定影响；为避免温度压力的波动对轴系的影响，此次开发的低压转子2轴系振动特性的研究轴承支座采

5、用落地式轴承座结构，这将明显改善缸式轴承座标高频繁变化对轴系的振动稳定性的影响，但落地设计使低轴系振动特性的设计包括轴系静态参数的计算、轴系横压转子的跨距及轴承负荷将有所增大，同样使振动稳定性有向振动特性和扭转振动特性的计算，计算时先根据转子的自所变化；此外对于超临界机组，由于进汽参数的提高所带来然段进行离散，建立计算模型时是按西屋公司的计算方法模的高压段汽流间隙激振影响，超临界空冷600MW机组均需化的，然后进行振动计算。计算时均采用优化后的传递矩阵法。要设计开发承载和稳定性能优良的支持轴承。随着我国国2．1轴系静态研究。民经济建设的发展，国

6、内各电网的容量都在不断扩展，电网计算模型是把转子视为一些均匀截面的轴段所连成，每的电气故障也13益增多，一些典型电气故障对机组扭振特性轴段具有一个集中质量、一个不平衡量，简化参数求出各轴及寿命的影响也日渐成为大机组轴系设计的要素之一。因承处轴颈的标高、轴承负荷，确定轴承标高以使机组各轴颈此为使我国空冷机组设计技术能适应高效率、大型化及国际处不因此而产生附加弯矩为准则，同时还要根据影响机组标市场的需要，从设计上保证轴系振动稳定性能满足超临界空高的运行因素如抽真空等对冷态标高进行必要的修正。安冷机组长期安全稳定运行的要求，对超临界空冷600MW机装

7、扬度曲线下的轴承标高及各轴承静态负荷分配的计算结组轴系振动特性进行分析。果详见表1。收稿日期：2011—11-14作者简介：杨百勇(1961一)，男，工程师，现从事规划设计和技术改造工作。190汽轮机技术第54卷表1安装扬度曲线下的轴承标高及各轴承而发生扭转振动，如果轴系的扭振频率接近工频或倍频时就静态负荷分配的计算结果会发生共振，剪切应力急速增加，给机组的安全造成威胁。如果发生两相短路时，短路应力有可能导致转子的破坏。因此，对轴系必须进行扭振频率和响应的计算。计算模型是将轴系转子模化成一系列有分布质量和刚性的轴段；在作响应计算时，选择了认为最

8、易发生疲劳的部位进行轴系扭振频率(表4)、轴系扭应力(表5)和轴系各联轴器螺栓在两相短路时的剪应力(表6)计算。表4轴系扭振频率单位：Hz轴承号频率轴