基于模态振型分析的大型汽轮机低压转子高速动平衡方法

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中图分类号：ＴＢ１２２；ＴＨ１１３．１文献标识码：Ａ
Ｈｉｇｈ— ｓｐｅｅｄｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅｒｏｔｏｒｏｆａｌａｒｇｅｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｂａｓｅｄｏｎｍｏｄａｌｓｈａｐｅａｎａｌｙｓｉｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｉｎｌｕｆｅｎｃｅｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄａｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｓ
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第３２卷第１４期
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
基于模态振型分析的大型汽轮机低压转子高速动平衡方法
宾光富，何立东，高金吉，李立波
（１．北京化工大学诊断与白愈工程研究中心，北京１０００２９；２．湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室，湖南
１５００００）
４１１２０１；
３．哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产处动平衡中心，哈尔滨
摘要：针对目前传统影响系数法难以平衡某些大型汽轮机低压转子的难题，提出一种基于模态振型分析的大型
柔性转子高速动平衡方法。在分析汽轮机转子系统结构的基础上，综合考虑了动平衡机摆架轴承座的动力特性，采用基于有限元的转子轴承动力学分析商业软件ＤｙＲｏＢｅＳ建立了转子一轴承一摆架系统模型，分析转子系统临界转速和振型，从而根据转子的模态振型，结合柔性转子影响系数平衡法要点，设计合理的平衡工艺，有针对性的选择平衡校正面和平衡转速点，采取逐阶次平衡的方法，实现这类大型特殊柔性转子的动平衡。最后以哈汽产的６６万千瓦大型汽轮机低压转子高速动平衡试验为例，应用结果表明采用该方法能有效平衡大型柔性转子，且减少了起机次数，节省了平衡费用。关键词：汽轮机低压转子；高速动平衡；模态振型分析；影响系数法；逐阶次平衡
２．ＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｆｏｒＨｅａｌｔｈＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＸｉａｎｇｔａｎ４１１２０１，Ｃｈｉｎａ；
Ｂ／ＮＧｕａｎｇ－ｆｕ ’ ，ＨＥＬｉ — ｄｏｎｇ，ＧＡＯＪｉｎ－ｊｉ，ＬＩＬｉ — ｂｏ
（１．ＤｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄＳｅｌｆ－ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ；
ｕｓｕａｌｌｙｄｉｉｃｆｕｌｔｔｏｂａｌａｎｃｅｓｏｍｅｌａｒｇｅｌｆｅｘｉｂｌｅｒｏｔｏｒｓ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｆｏｒＬＰｒｏｔｏｒｂａｌａｎｃｉｎｇｏｆａｌａｒｇｅｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｂａｓｅｄｏｎｍｏｄａｌｓｈａｐｅａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｈｅｒｅ．Ａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ａｒｏｔｏｒ－ｂｅａｒｉｎｇ — ｐｅｄｅｓｔａｌｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇＤｙＲｏＢｅＳｓｏｔｆｗａｒｅｔｏｇｅｔｉｔｓｃｒｉｔｉｃａｌｓｐｅｅｄｓａｎｄｍｏｄａｌｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｎ，ａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｂａｌａｎｃｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂａｌａｎｃｉｎｇｐｌａｎｅｓａｎｄｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｐｏｉｎｔｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｍｏｄａｌｓｈａｐｅｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆａｌｅｆｘｉｂｌｅｒｏｔｏｒ．Ｔｈｅｂａｌａｎｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｏｒｄｅｒｂｙｏｒｄｅｒｗａｓａｄｏｐｔｔｏｍｅｅｔｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｌａｒｇｅｒｏｔｏｒｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｌａｒｇｅ６６０ＭＷｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅＬＰ— ｒｏｔｏｒｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄｗａｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｂａｌａｎｃｅａｌａｒｇｅｌｅｆｘｉｂｌｅｒｏｔｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｂａｌａｎｃｉｎｇｔｉｍｅｓ，ａｎｄｓａｖｅｂａｌａｎｃｉｎｇｃｏｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅＬＰ— ｒｏｔｏｒ；ｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇ；ｍｏｄａｌｓｈａｐｅａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｎｌｕｆｅｎｃｅｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｂａｌａｎｃｉｎｇｏｆｏｒｄｅｒｂｙｏｒｄｅｒ
３．ＤｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｒｂｉｎ１５００００，Ｃｈｉｎａ）