【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為滯后，造成了力矩的極大不平衡，引起扭振。（2）汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥快速控制。在調(diào)節(jié)閥快關(guān)一快開(kāi)或慢開(kāi)過(guò)程中，蒸汽力矩與電磁力矩不平衡，對(duì)軸系產(chǎn)生沖擊。（3）調(diào)節(jié)系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)。在電力系統(tǒng)短路、快速重合閘、非同期并網(wǎng)及三相電力負(fù)荷不平衡等情況下，電磁力矩會(huì)發(fā)生突變或振蕩，激起軸系扭振。軸系扭振會(huì)加快轉(zhuǎn)軸疲勞壽命的損耗、造成軸系零部件的損壞及低壓級(jí)葉片的疲勞損壞。因此，應(yīng)改進(jìn)機(jī)組與電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完善和加強(qiáng)保護(hù)、監(jiān)測(cè)和運(yùn)行，以防止扭振的發(fā)生及減小其影響。廣東工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 軸系穩(wěn)定性第二章汽輪發(fā)電機(jī)組軸系穩(wěn)定性汽輪發(fā)電機(jī)組軸系是由多個(gè)轉(zhuǎn)子連接而成的，面對(duì)多個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，同時(shí)軸系平衡單個(gè)轉(zhuǎn)子平衡變得更為復(fù)雜，因而軸系穩(wěn)定性變得更難維持。下面主要敘述軸系平衡的重要性，要求及方法。軸系平衡是指汽輪發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)子連接一個(gè)軸系后的平衡，目前國(guó)內(nèi)各制造廠常是僅進(jìn)行單個(gè)轉(zhuǎn)子的低速或高速動(dòng)平衡，軸系平衡需要電廠進(jìn)行。各個(gè)單轉(zhuǎn)子在制造廠經(jīng)過(guò)了仔細(xì)平衡后，但在電廠軸系運(yùn)行條件下還會(huì)由于轉(zhuǎn)子外伸端狀態(tài)的變化，支承條件的不同，臨界轉(zhuǎn)速和振型的改變，靠背輪的對(duì)中不正效應(yīng)，熱狀態(tài)（帶負(fù)荷）的不同等導(dǎo)致平衡狀態(tài)的變化。汽輪發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)子之間是用剛性或半撓性靠背輪相連接的，轉(zhuǎn)子的外伸端在軸系中已不是自由端，其結(jié)果是使得轉(zhuǎn)子抗彎剛度增大，當(dāng)然參振質(zhì)量亦有所增加。但前者因素在一般情況下是主要的，因此使得軸系臨界轉(zhuǎn)速增高，振型亦改變。軸系臨界轉(zhuǎn)速的階數(shù)一般是根據(jù)計(jì)算機(jī)上先后算出的次序從小到大來(lái)排列的，即軸系第一階臨界轉(zhuǎn)速是軸系中最小的臨界轉(zhuǎn)速。 某300MW機(jī)組轉(zhuǎn)子的振動(dòng) 某300MW機(jī)組的臨界轉(zhuǎn)速性質(zhì)支承 名稱 轉(zhuǎn)子 單轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速（r/min）軸系臨界轉(zhuǎn)速（r/min）彈性支承剛性支承彈性支承高壓轉(zhuǎn)子中壓轉(zhuǎn)子低壓一轉(zhuǎn)子低壓二轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)一階發(fā)電機(jī)二階3891285955535632940296431942388334433578892590335425689362623現(xiàn)討論相互間有聯(lián)系的前面四個(gè)因素對(duì)于轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)的影響：各轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速值是隨著支承度的減弱(彈性增加)面下降的，并且這種支承剛度的影響是隨著各轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速階數(shù)的增加而增加。例如支承剛度的改變對(duì)于發(fā)電機(jī)二階臨界轉(zhuǎn)速的影響要較一階臨界轉(zhuǎn)速為大，其原因是對(duì)于同一彈性支承，其動(dòng)剛度是隨著轉(zhuǎn)速的增加面降低的；一般電廠的支承剛度(包括基礎(chǔ))與制造廠不同。尤其是汽輪機(jī)制造廠的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡工作并不位于轉(zhuǎn)子實(shí)際運(yùn)行的自身軸承中進(jìn)行，因此電廠的實(shí)際支承條件影響是有其重要性的。如果將各單個(gè)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速值亦由小到大順序排列,則軸系臨界轉(zhuǎn)速的各階值都要較相應(yīng)的各個(gè)單轉(zhuǎn)子為高。并且可發(fā)現(xiàn),軸系臨界轉(zhuǎn)速和各個(gè)單轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速是互有聯(lián)系的,它的各階值都受到各單轉(zhuǎn)子的影響。軸系第一階臨界轉(zhuǎn)速接近發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速,因而在軸系第一臨界轉(zhuǎn)速的振型和振動(dòng)中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的振型和振動(dòng)相對(duì)的來(lái)說(shuō)是主要影響因素，而其它轉(zhuǎn)子的振型和振動(dòng)則是次要的,因此常稱這階軸系臨界轉(zhuǎn)速和振型為發(fā)電機(jī)一階型的。與此類似可得在軸系二、三、四階振型和振動(dòng)中,中壓轉(zhuǎn)子,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子依次出現(xiàn)較其他轉(zhuǎn)子影響顯著的振型和振動(dòng)。因而可將這些階的軸系臨界轉(zhuǎn)速和振型相應(yīng)地稱為中壓轉(zhuǎn)子型,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子二階型以及高壓轉(zhuǎn)子型。有時(shí)為方便計(jì)亦可將“型”字省略,如表21所示。轉(zhuǎn)子振型和臨界轉(zhuǎn)速是相互聯(lián)系的,一般面言:單轉(zhuǎn)子連成軸系后臨界轉(zhuǎn)速改變?cè)酱?則其相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速下的振型差別也越顯著。計(jì)算和試驗(yàn)表明:在電廠軸系中,各轉(zhuǎn)子的一階振型與各該單轉(zhuǎn)子的一階振型差別不大亦即各轉(zhuǎn)子間的相互影響以及支承剛度影響不大。但對(duì)于二階振型則較復(fù)雜,有時(shí)二者相差很大。因此由于振型的改變,平衡狀態(tài)會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化,即使單個(gè)轉(zhuǎn)子在制造廠已經(jīng)平衡好,連成軸系后亦可能產(chǎn)生新的不平衡。某一軸系的計(jì)算示例表明:%,%,階數(shù)更高,則差別可能更大。機(jī)組容量增大后,有影響的階數(shù)增加。對(duì)于小機(jī)組來(lái)說(shuō)可以不進(jìn)行軸系平衡,但對(duì)于大容量機(jī)組,電廠的軸系平衡常是必要的?？勘齿喌膶?duì)中不正會(huì)產(chǎn)生靜變形（撓度），靜變形在旋轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)迫振動(dòng)，并且在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)由于此靜變形還要產(chǎn)生動(dòng)撓度。而轉(zhuǎn)子熱狀態(tài)的不同會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱變形，造成強(qiáng)迫振動(dòng)。軸系平衡的要求在消除由于不同外伸端條件和支承條件引起的振型變化造成的不平衡。應(yīng)用軸系平衡方法還可以部分地解決由于靠背輪加工安裝誤差以及負(fù)荷引起的熱不平衡所引起的振動(dòng)。為了有效地選擇軸系動(dòng)平衡方法，需要正確地尋找不平衡振源所在轉(zhuǎn)子，為此需要知道軸系轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)響應(yīng)特性。由計(jì)算和試驗(yàn)得出的軸系振動(dòng)不平衡響應(yīng)特性為：“一個(gè)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡主要是影響該轉(zhuǎn)子本身的振動(dòng)，其次是影響相領(lǐng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，再遠(yuǎn)則影響是很弱的(臨界轉(zhuǎn)速下有些增加)”，這一結(jié)論有助于尋找合適的軸系動(dòng)平衡方法。一個(gè)轉(zhuǎn)子軸系的不平衡振動(dòng)可以是兩個(gè)相鄰支承振動(dòng)較大(包括相隔數(shù)個(gè)軸系后又有兩個(gè)相鄰軸承振動(dòng)較大等)或者是各個(gè)軸承振動(dòng)同時(shí)都較大。此時(shí)對(duì)于前者,根據(jù)不平衡響應(yīng)特性可知；振源就在于兩個(gè)相領(lǐng)軸承所在的一跨轉(zhuǎn)子,此時(shí)可以應(yīng)用所有單轉(zhuǎn)子平衡法,如振型分離法,諧分量法,聯(lián)合使用振型法諧分量法,影響系數(shù)法,最小二乘系數(shù)法,以及振型圓法等進(jìn)行平衡。而對(duì)于后者即對(duì)于數(shù)個(gè)相偏鄰轉(zhuǎn)子都存在有明顯不平衡的情形,此時(shí)平衡的方法有兩種。一種仍是分別地應(yīng)用單轉(zhuǎn)子的平衡方法來(lái)對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)子平衡,即不考慮相領(lǐng)轉(zhuǎn)子間的影響。這時(shí)一次平衡后一般可望降低70—80%的不平衡振動(dòng)。為了進(jìn)一步改善振動(dòng)可以進(jìn)行第二次的各單轉(zhuǎn)子的平衡,因?yàn)榇藭r(shí)各相領(lǐng)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)已下降很多,所以相互間的影響已經(jīng)減弱。另一種是使用最小二乘影響系數(shù)法對(duì)多轉(zhuǎn)子的多測(cè)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行平衡。經(jīng)驗(yàn)表明:由于施加質(zhì)量對(duì)較遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)的影響系數(shù)不易測(cè)準(zhǔn),誤差較大,所以在應(yīng)用最小乘二影響系數(shù)平衡法時(shí)轉(zhuǎn)子跨數(shù)不宜太多,一般以1—2個(gè)轉(zhuǎn)子為宜,不超過(guò)三個(gè),這視影響系數(shù)的大小而定。綜上所述,軸系動(dòng)平衡法實(shí)質(zhì)上是根據(jù)不平平衡振動(dòng)響應(yīng)特性,將之化為軸系中各個(gè)單轉(zhuǎn)子的平衡或者分段地(不超過(guò)三個(gè)轉(zhuǎn)子)應(yīng)用最小二乘影響系數(shù)法進(jìn)行平衡。下面簡(jiǎn)述一下最小二乘影響系數(shù)法的具體方法設(shè)測(cè)量點(diǎn)數(shù)為n，平衡面數(shù)為m，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)數(shù)和平衡面數(shù)相等時(shí)，可以根據(jù)一些測(cè)量點(diǎn)的剩余振動(dòng)為零的條件去求解一組聯(lián)立方程。大多數(shù)的多支點(diǎn)軸系平衡中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)偏大的測(cè)量點(diǎn)大于可提供的平衡面數(shù)的情況。這時(shí)根據(jù)上述方法無(wú)法求解方程。因此，在少量的平衡面情況下，以剩余振動(dòng)不為零但在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的條件來(lái)?yè)Q取較多測(cè)量點(diǎn)的振動(dòng)值均較小的要求。在這方面最小二乘法是一個(gè)很好的數(shù)據(jù)處理方法。最小二乘數(shù)據(jù)處理的計(jì)算原理：在n﹥m時(shí)，根據(jù)在軸承座上的振動(dòng)可以不為零的特點(diǎn)，設(shè)已知：1） 有m個(gè)平衡面，其待求的平衡質(zhì)量相應(yīng)為，……2） n 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的原始振動(dòng)數(shù)據(jù)，……3） 用實(shí)測(cè)方法已經(jīng)求得在各平衡轉(zhuǎn)速下的幅相影響系數(shù)（j 為平衡面編號(hào)，i為測(cè)得點(diǎn)編號(hào)）在線性條件下可得下列方程組或簡(jiǎn)寫(xiě)成： （21）式中（i=1,2,…，n）為第i測(cè)點(diǎn)的剩余振動(dòng)。令S為諸剩余振動(dòng)的平方和： （22）式中為的共軛復(fù)數(shù)。今欲求一組平衡質(zhì)量使諸測(cè)點(diǎn)的剩余振動(dòng)的平方和為最小，即使S=min，則有： （） （j=1,2,……m） （23） 將（21）（22）二式代入（23）式得 （j=1,2…m）,以矩陣形式表示有： （24）則 （25）式中矩陣，，為矩陣的共軛矩陣，T表示轉(zhuǎn)置矩陣，表示的逆矩陣。在（24）式中將i,j,k分別代以k,i,j 并引入下列符號(hào)： ， ，（i,j=1,2…m）； （26）則（24）式變?yōu)椋? 。 （27）根據(jù)（27）式可解得，然后代入（21）式校驗(yàn)殘余振動(dòng)。廣東工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文) 振動(dòng)探測(cè)第三章電廠振動(dòng)常用探測(cè)手段與探測(cè)方法振動(dòng)監(jiān)測(cè)是保證汽輪發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡的重要手段。隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)的發(fā)展，現(xiàn)代振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)正在朝綜合實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制、預(yù)報(bào)和故障識(shí)別的方向發(fā)展，以提高機(jī)組的效率和可靠性。振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的組成及主要技術(shù)性能。由于測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，機(jī)組振動(dòng)測(cè)量的儀器十分繁多。就工作原理分，有機(jī)械式、電氣式、光學(xué)式等。目前大部分測(cè)振儀器都是電氣式或電氣式為主，幾種原理混合組成，因?yàn)殡娦盘?hào)便于傳輸放大，數(shù)據(jù)分析以及計(jì)算機(jī)處理。從測(cè)量的原理分析，：拾振部分放大部分顯示部分記錄及分析部分 振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)組成拾振部分亦稱拾振器，測(cè)振傳感器，其作用是正確地感受被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)，并把所感受到的振動(dòng)量不失真地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。放大部分的作用是把測(cè)振傳感器輸出的弱信號(hào)放大，同時(shí)具有積分、微分及濾波等功能。顯示部分的作用是把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的圖形供技術(shù)人員識(shí)別和參考。記錄及分析部分是把振動(dòng)的信號(hào)利用光學(xué)的或是電磁的原理進(jìn)行記錄，并進(jìn)行頻率分析、隨機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)處理等。這一部分一般都已形成獨(dú)立儀器，可以根據(jù)需要，組合進(jìn)振動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)。從正確選擇和使用儀器的要求出發(fā)，我們應(yīng)該掌握的測(cè)振儀器的主要技術(shù)性能如下：儀器的輸出量與被測(cè)振動(dòng)量的比值，它反映了儀器的敏感程度。保持輸入信號(hào)和輸出信號(hào)成線性關(guān)系時(shí)，輸入信號(hào)值的容許變化范圍。靈敏度變化不超過(guò)允許值時(shí)可使用的頻率范圍。當(dāng)儀器在允許的頻率范圍以外使用時(shí)，測(cè)量結(jié)果將有較大的誤差，稱為頻率失真。這項(xiàng)誤差應(yīng)按頻響特征曲線進(jìn)行校正。在使用的頻率范圍內(nèi)，輸出信號(hào)相位角與輸入信號(hào)相位角的差隨頻率變化而改變的大小。特別當(dāng)測(cè)振傳感器要固定于被測(cè)對(duì)象上時(shí)，其重量將會(huì)影響被測(cè)對(duì)象的原始振動(dòng)狀態(tài)。因此應(yīng)根據(jù)具體情況盡量選用小而輕的傳感器。諸如溫度、濕度、磁場(chǎng)、噪聲、射線等等對(duì)測(cè)振儀器的工作都有影響，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)平衡時(shí)尤應(yīng)加注意。：電渦流位移感器非接觸式位移振幅測(cè)量?jī)x磁帶記錄儀電渦流位移傳感器是利用電渦流感應(yīng)原理來(lái)測(cè)量振動(dòng)位移的電參數(shù)變化型非接觸式傳感器。由于它具有測(cè)量的線性范圍大，靈敏度高，不受油污等介質(zhì)的影響，并能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量以直接測(cè)取轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)，軸心軌跡等等，使用日益增多。電渦流位移傳感器是一個(gè)固定于聚四氟乙烯架上平線圈。線圈的電感為L(zhǎng)，與一個(gè)電容C并聯(lián)，構(gòu)成并聯(lián)的LC諧振回路。傳感器的線圈用1MHz的高頻信號(hào)激勵(lì)，使其產(chǎn)生一個(gè)高頻交變磁場(chǎng)Φi,當(dāng)被測(cè)對(duì)象靠近傳感器時(shí)，在磁場(chǎng)Φi的作用范圍的導(dǎo)體表層產(chǎn)生與磁場(chǎng)Φi相交的電渦流。此電渦流又將產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)Φe,其方向總是與Φi方向相反，力圖阻礙Φi的變化，電感線圈中的總磁通將為Φe與Φi兩者迭加，由于L= ，線圈中總磁通變化。勢(shì)必引起電感L的變化，因此LC諧振回路失諧，其阻抗改變，使輸出的電壓E0改變。E0的變化量與被測(cè)對(duì)象的材料性質(zhì)(導(dǎo)電性及導(dǎo)磁性)、形狀尺寸以及與傳感器的距離x有關(guān)。當(dāng)被測(cè)對(duì)像確定以后，E0的變化就反映了被測(cè)對(duì)像與傳感器之間的距離