汽轮机现场动平衡

方式、现场平衡二阶振型采用反对称加重 方式
计算方法之一——影响系数法
影响系数法是依据线性振动理论，求得 影响系数并计算校正质量的一种数学方 法，不涉及转子动力学本质，在应用过 程中常常出现不合理的计算结果。国内 不少机组在现场平衡过程中，平衡次数 达到十几次甚至几十次，仍无法将振动 降低至合格水平，使消振成本过高，给 电力生产带来较大损失。
轴系平衡的一次加准法
利用振动测试与分析系统获得轴系原 始基频振动后，直接求出轴系各转子上的 加重方向，并一次性施加所有平衡面的平 衡重量，将原始振动降低50％以上，且成 功率达到70％～80％，由此可将机组启停 次数降至最低限度，并且带来显著的社会 和经济效益，这种方法称为轴系的一次加 准法。
基本概念
第三部分
现场动平衡
简介
振动是评价机组安全可靠性的重要指 标，而大约70%的振动问题是由轴系 不平衡引起的。因此，汽轮发电机组 轴系现场高速动平衡是消除机组振动 的主要手段。
转子分类
¾刚性转子：指运行转速远低于临界
转速的转子。
¾柔性转子：运行转速接近或超过临
界转速（一阶、二阶）的转子。
汽轮发电机组轴系不平衡型式
轴振与座振数据耦合关系
依据轴振、座振数据分别计算的平 衡结果应基本一致，如果二者计算 结果差别较大，应分析具体原因。
小结
汽轮发电机组轴系现场高速动平衡对振动 工程师的转子动力学理论知识、信号采集 分析理论、故障诊断经验、现场平衡技巧 等方面均具有较高要求，具有较强的工程 实践性和验证性。
振动测量，筛选原始计算数据 诊断不平衡轴向位置及不平衡型式 确定平衡方案 试加重，测量振动响应，获取影响系数 计算平衡调整方案 正式加重，测量平衡结果
数据筛选的重要性
如果机组轴系振动处于不稳定状态，而现 场只有动平衡措施切实可行，则对用于动 平衡计算的原始数据的筛选就显得非常重 要，很大程度上依赖振动工程师的现场高 速动平衡经验。
¾一阶不平衡 ¾二阶不平衡 ¾三阶不平衡 ¾对轮不平衡 ¾外伸端不平衡
转子动平衡基本原则
在转子跨内施加校正质量平衡转子一 阶、二阶和三阶振动分量，应使校正 质量与所平衡振型满足正交条件。
轴系现场Leabharlann Baidu速动平衡核心内容
轴系现场高速动平衡的核心内容 是轴系不平衡轴向位置以及不平衡阶 次的正确诊断，是平衡成功与否的先 决条件。
一阶和二阶振型示意图
临界转速及滞后角
机械滞后角
¾由于阻尼的作用，转子动态挠曲的方向
滞后于不平衡的方向。当转速远低于临界 转速时，滞后角为0°；在临界转速附近， 滞后角接近90°；当转速远远高于临界转 速时，滞后角接近180 °。
¾滞后角只针对某阶振型而言。
相位—高点—重点—加重位置关系
轴系平衡步骤
计算方法之二——模态平衡法
模态平衡法是根据柔性转子振型正交 原理的一种动平衡方法，转子的不平衡质 量及动挠度均可用各阶振型分量表示，而 每阶振型的振动只能由相应阶的不平衡引 起。
如果对各阶振型不平衡质量进行了校 正，转子就可以在整个工作转速范围内平 稳地运行。
转子热平衡——折中平衡
因为转子温度（转子材质各项异性，受热 不均，冷却不均）、内摩擦力（线圈膨胀 受阻）、轴系扭矩（对轮中心变化）引起 的大负荷工况振动问题，可采用平衡原始 基频及50%~70%热变量的方法，使定速 空载及大负荷工况振动均处于合格水平。
轴系现场高速动平衡最优目标
以最少的启动次数将整个轴系振动降 低至预期值，从而降低消振成本，压 缩消振工期。
现场平衡实际情况
¾高中压转子、低压转子、发电机转子一阶
平衡无法在转子中部加重
¾发电机转子三阶平衡无法在转子中部加重 ¾有些励磁机转子可在转子中部加重 ¾外伸端、联轴器平衡均为单平面加重 ¾所以现场平衡一阶振型一般采用对称加重
¾键相 ¾相位 ¾高点 ¾滞后角 ¾重点
振动相位——仪表滞后角
不同的振动仪对振动相位的定义也不完全一 样（例如中国测试技术研究院生产的DBA型 动平衡仪、美国本特利公司的TK-83型振动 表以及日本明石公司生产的振动表），即仪 表滞后角不一致。美国本特利公司的TK-83 型振动表输出的基频振动相位的定义为键相 脉冲信号的前沿与振动信号正向振幅最大点 （振动位移高点）之间的角度，即仪表滞后 角为0度。