某型燃气-蒸汽联合循环机组轴系振动特性研究

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1、第52卷第2期汽轮机技术vo】．52ND．22010年4月TURBINEIECHNOLOGYApr．2010某型燃气一蒸汽联合循环机组轴系振动特性研究祁乃斌，袁奇，张宏涛，吕智强2(1西安交通大学，能源与动力工程学院，西安710049；2哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150o40)摘要：以某型燃气一蒸汽联合循环机组轴系为研究对象。首先对轴系各转子进行了模化，然后采用有限元方法计算了轴系的横向弯曲临界转速和不平衡量响应；同时采用连续质量的传递矩阵法计算了轴系的扭振固有频率和两相短路时轴系的扭振响应，并进行了轴系振动安全性分析。关键词：

2、联合循环；轴系；振动特性分类号：TK269文献标识码：A文章编号：1001-5884(2010)02-0116-04InvestigationontheVibrationCharacteristicsoftheShaftingforaGas．steamCombinedCycleUnitsQINai—bin‘，YUANQi，ZHANGHong—tao，LVZhi-qiang(1SchoolofEnergy&PowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China；2HarbinT

3、urbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：Inthispaper．thevibrationcharacteristicsoftheshaftingforagas—steamcombinedcycleUnitswerestudied．First，rotorswel'~modeled，thenthebendingcriticalspeedsandunbalanceresponseoftheshaftingsystemwerecalculatedbyfiniteelementmode1．

4、Thetorsionalvibrationnaturalfrequenciesandtwo-phaseshortcircuitresponseoftheshaftingWerecalculatedbytransfermatrixmethodatthesametime．FinallytheshaftingvibrationsafetyWasalsoanalysed．Keywords：gas-steamcombinedcydeunits；shaftingsystem；vibrationcharacteristics肿0前言8号7号6号5号4

5、号3号2号l号该型单轴联合循环机组为某公司从美国GE公司引进，轴系共由4根转子组成，分别是燃机转子、高中压蒸汽轮机图1某型联合循环机组轴系布置图转子、低压蒸汽轮机转子和发电机转子。该燃气轮机由l8轴系的计算模型采用沿轴向的一维有限元模型，分为级轴流式压气机、18个低NO。燃烧器的燃烧室和3级燃气458段、459个节点，模化后的轴系结构如图2所示，各轴承透平等设备组成J，该转子采用两点支承J，燃气轮机压气形式和所受载荷见表1。机端与蒸汽轮机高中压转子连结，轴向排气。蒸汽轮机高中表1轴系各轴承形式和所受载荷压合缸、低压双排汽。为了解该机组轴

6、系横向弯曲振动和扭转振动的振动特性，并为以后该类机组的设计打下良好的基础，需掌握该联合循环机组轴系弯曲和扭转振动特性，以及轴系在两相短路时的扭转振动响应等特性。本文针对燃气轮机拉杆转子特殊的转子结构，综合考虑了多种影响因素，对轴系各转子进行模化，对以上内容进行了计算分析研究。1横向弯曲振动频率该型燃气一蒸汽联合循环机组轴系布置如图1所示，轴承编号从燃气轮机端开始。临界转速的计算采用有限元法，计算内容包括轴系的收稿日期：2009-08-26基金项目：本文得到国家”863计划”F级中低热值燃料燃气轮机关键技术与整机设计研究项目(编号：200

7、8AAO5A302)资助。作者简介：祁乃斌(1983-)，男，硕士研究生，主要从事燃气轮机转子振动和强度方面的研究工作。第2期祁乃斌等：某型燃气一蒸汽联合循环机组轴系振动特性研究117GF．aN"LPl玎PGT表3Q因子设计标准8号7号6号5号4号3号2号1Q因子范围预期的运行情况Q<2．5检测不到峰值响应，连续运行没有问题图2某型联合循环机组轴系横振模化示意图可检测到峰值响应，响应不大，转子经良好平临界转速以及对应的振型和对数衰减率等，临界转速计算结2．5

8、衡后可在此转速下表2轴系横振临界转速计算结果5．025．0需要新的平衡技术，