燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法技术

本发明专利技术涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，依次包括以下步骤：步骤A、在燃气轮机转子上的第一加重平面实施第一次动平衡加重方案；步骤B、在燃气轮机转子上的第二加重平面实施第二次动平衡加重方案，第二次动平衡加重方案的加重角度与第一次动平衡加重方案的加重角度相差180

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法


[0001]本专利技术涉及燃气轮机
，尤其涉及一种燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法。

技术介绍

[0002]影响燃气轮机振动的两大主要因素，一个是不平衡质量，一个是轴系不对中。对于大型燃气轮发电机组，燃气轮机、发电机均在制造厂内进行了高精度的动平衡。比如F级燃气轮机，整根拉杆转子在车间的动平衡精度为G2.5，其额定转速为3000rpm，残余不平衡量e
per
＝8μm，振动量很小。然而，在新机安装阶段，将燃气轮机转子、中间轴、发电机转子连成轴系，启机
‑
定速
‑
带负荷后的振动表现却各不相同，有些项目的振动水平非常好，轴振和瓦振的测得值均处于国际标准中的A区，不需要做任何调整；但也有些项目，振动表现很差，一度超过报警值，必须采取一定的解决措施。
[0003]正如上述，无论是燃气轮机还是发电机，转子结构自身的不平衡量是足够小的，引起现场振动问题的主要原因是轴系的不对中。这种引入不对中的影响因素可能包括转子的停放时间、安装工人测量时的手感、测量误差、环境因素等等。即便是一台找中良好的轴系，在机组长时间运行后，也会发生基础沉降、转子弯曲等，最终也是以不对中的故障形式表现出来。事实上，轴系曲线的光滑连续只是一种理想状态，不对中的程度只有轻重之分。
[0004]轴系的不对中，可以分为平行不对中和角度不对中。F级燃气轮机轴系各连接法兰为止口形式的刚性联轴器，因此相对来说，平行不对中的影响较小，角度不对中的影响较大。当存在角度不对中时，两根转子通过螺栓紧固，导致此处的联轴器存在附加弯矩。当机组运行时，由于附加弯矩的影响，振动会以一倍频的形式体现出来，最终引发振动问题。
[0005]目前，关于如何解决不对中，一种方法是现场重新轴系找中，另一种方法是通过动平衡的手段。前者方法，需要承担一定的时间成本，对于大F机组，轴系重新找中一般需要7天
‑
10天，期间机组无法运行，业主经济损失较大。除非特别严重的问题，业主一般不会选择在生产阶段进行轴系调整，而是将该项工作列入机组的检修计划中。所以，采用后者动平衡的方法成为改善此类振动问题的首选，且从经验来看效果较好。
[0006]传统的动平衡思路，是在多个加重平面分别进行试加重试验，取得各加重平面的影响系数，然后使用多平面多测点的平衡计算方法，编制动平衡方案。这种方法从数学的角度解决振动问题，对于质量不平衡振动问题，通常2～3次的动平衡即可取得很好的平衡效果。但对于轴系不对中振动问题，由于受附加弯矩的影响，轴承处的油膜会表现出非线性的动力学特性，使得每次加重后计算出来的影响系数都不一样，无法准确定位加重角度；此外，在动平衡加重时，有可能出现一端压下去，另一端翘起来的现象，进而又增加了动平衡的难度。这种情况下，动平衡专家通常要多次启机观察效果，承受较大的心理压力，甚至无法平衡下来。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供一种燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，能够有效改善机组振动情况。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，依次包括以下步骤：步骤A、在燃气轮机转子上的第一加重平面实施第一次动平衡加重方案；步骤B、在燃气轮机转子上的第二加重平面实施第二次动平衡加重方案，第二次动平衡加重方案的加重角度与第一次动平衡加重方案的加重角度相差180
°
。
[0010]优选地，第二次动平衡加重方案的加重重量与第一次动平衡加重方案的加重重量的关系满足：M
F
＝M
M
×
R
M
/R
F
，其中，M
F
和R
F
分别为第二次动平衡加重方案的加重重量和加重半径，M
M
和R
M
分别为第一次动平衡加重方案的加重重量和加重半径。
[0011]优选地，实施第一次动平衡加重方案，并启机一次，测量振动数据；然后实施第二次动平衡加重方案，并启机一次，测量振动数据。
[0012]优选地，第一加重平面位于燃气轮机转子的中部位置，第二加重平面位于燃气轮机转子的靠近燃气轮机压气机侧轴承的位置。
[0013]优选地，步骤A中，在第一加重平面进行加重试验，取得第一加重平面的影响系数，计算第一加重平面的校正加重重量和校正加重角度，校正加重重量和校正加重角度分别作为第一次动平衡加重方案的加重重量和加重角度。
[0014]优选地，在步骤A之前，依次进行以下步骤：步骤S1、采集燃气轮机组振动数据；步骤S2、进行燃气轮机组轴系不对中的振动故障特征分析，当燃气轮机组振动数据符合振动故障特征时进行下一步骤S3；步骤S3、对燃气轮机组轴系不对中程度进行判定，若轴承的轴瓦金属温度变化趋势异常，则判定为重度不对中，否则判定为轻中度不对中；当判定为轻中度不对中时，进行步骤A和步骤B；当判定为重度不对中时，进行燃气轮机组轴系重新找中。
[0015]优选地，步骤S2中，燃气轮机组轴系不对中的振动故障特征包括：特征一、燃气轮机组的转速从盘车转速升至一阶临界转速、再升至额定转速的启机过程中，在一阶临界转速时，燃气轮机压气机侧轴承或发电机燃机侧轴承的轴振超过设定轴振报警值；特征二、启机过程中，在额定转速时，燃气轮机透平侧轴承、燃气轮机压气机侧轴承和发电机燃机侧轴承中的至少两个的轴振接近或超过设定轴振报警值；特征三、启机过程中，在额定转速时，燃气轮机组的振动频谱分析结果表现为工频为主；特征四、启机过程中，在额定转速时，燃气轮机透平侧轴承的X向轴振值和Y向轴振值的相位反相或接近反相；特征五、燃气轮机组带负荷后，燃气轮机组振动与负荷变化呈现相关性；当燃气轮机组振动数据符合特征一至特征五中的至少三个时，认为燃气轮机组振动数据符合振动故障特征。
[0016]优选地，步骤S3中，轻中度不对中是指在额定转速工况或带负荷工况下，燃气轮机压气机侧轴承或燃气轮机透平侧轴承的瓦振在4.5mm/s
‑
9.3mm/s范围内，或者燃气轮机压气机侧轴承或燃气轮机透平侧轴承的轴振超过设定轴振报警值，且轴承的轴瓦金属温度变化趋势无异常。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有显著的进步：
[0018]燃气轮机组轴系不对中引起振动问题的本质，是联轴器处存在附加弯矩，本专利技术的燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法选择两个加重平面反相加重(加重角度相
差180
°
)，产生的加重弯矩可以平衡掉附加弯矩，使得机组的振动情况得到明显改善。区别于传统影响系数法，本专利技术的燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法直击振动问题的本质，减少了启机次数及随之而来的心理压力，节省了可观的试验成本，应用效果良好且具有推广价值。
附图说明
[0019]图1是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤A、在燃气轮机转子上的第一加重平面实施第一次动平衡加重方案；步骤B、在所述燃气轮机转子上的第二加重平面实施第二次动平衡加重方案，所述第二次动平衡加重方案的加重角度与所述第一次动平衡加重方案的加重角度相差180
°
。2.根据权利要求1所述的燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，其特征在于，所述第二次动平衡加重方案的加重重量与所述第一次动平衡加重方案的加重重量的关系满足：M
F
＝M
M
×
R
M
/R
F
，其中，M
F
和R
F
分别为所述第二次动平衡加重方案的加重重量和加重半径，M
M
和R
M
分别为所述第一次动平衡加重方案的加重重量和加重半径。3.根据权利要求1所述的燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，其特征在于，实施所述第一次动平衡加重方案，并启机一次，测量振动数据；然后实施所述第二次动平衡加重方案，并启机一次，测量振动数据。4.根据权利要求1所述的燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，其特征在于，所述第一加重平面位于所述燃气轮机转子的中部位置，所述第二加重平面位于所述燃气轮机转子靠近燃气轮机压气机侧轴承的位置。5.根据权利要求1所述的燃气轮机组轴系不对中振动问题的动平衡方法，其特征在于，所述步骤A中，在所述第一加重平面进行加重试验，取得所述第一加重平面的影响系数，计算所述第一加重平面的校正加重重量和校正加重角度，所述校正加重重量和所述校正加重角度分别作为所述第一次动平衡加重方案的加重重量和加重角度。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的燃气轮机组轴系不对中...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，王春光，于海，蒋谦，孙津雨，
申请(专利权)人：上海电气燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：