汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究

Interna l Combustion Engine &Parts 0引言当前，电力工业取得了巨大的发展成就，汽轮发电机组在电力工业中的应用日渐广泛。同时，电力生产对汽轮发电机组运行提出了较高的安全性要求。汽轮发电机组存在的转子不平衡振动故障会严重影响其运行安全，且会缩减其使用寿命，并最终影响电力工业的经济效益。对此，要深入考察汽轮机组转子不平衡原因，并采取有效措施对转子不平衡振动故障进行处理。

1汽轮发电机组振动分类及影响因素1.1汽轮发电机组振动分类

汽轮发电机组振动主要分为两类，一类是强迫振动，一类是自激振动。其中，强迫振动可分为两种：①普通强迫振动。此类振动主要原因为机组转子质量不平衡引起的，这类振动呈现一倍频率的振动，若转速保持稳定，振动也保持稳定。②非定常强迫振动。此类振动虽然也呈现为一倍频率的振动，但其振幅及相位缺乏稳定性[1]。

1.2汽轮发电机组振动的影响因素

汽轮发电机组振动的影响因素主要包括如下方面：①对汽轮机进行启动时，缺乏恰当的暖机时间，升速过快，造成汽缸出现不均匀膨胀；滑销系统存在卡涩，阻碍汽缸进行自由膨胀，导致汽缸相对转子发生倾斜，形成一定的位

移偏差，进而引发振动[2]

。②在运行过程中，机组出现真空下降，导致排汽温度出现升高，且抬高了后轴承，对机制中心造成破坏，形成振动。③未能找准机制中心，在运行过程中出现振动，且在负荷增加的情况下，振动逐渐增大。④机组实际进汽温度相对超出相应的设计值，增加了胀差，并加剧了汽缸变形，导致机组中心实际移动相对超出其具体允许限度。⑤在运行过程中，机组叶片发生脱落以及折断等。

2汽轮机组转子不平衡原因2.1转子热弯曲

在机组负荷呈现快速变化的各类情况下，转子各处接受不同的热量，其内部存在不同温度。在温差影响下，转子受热发生膨胀的过程中，各部位产生的实际膨胀量各不相同，转子内部形成热应力，进而导致转子弯曲；同时，转子各截面相应质心的具体空间位置会发生改变，破坏转子自身质量分布相应的平衡状态，导致转子在转动过程中形成离心力，引发转子振动。转子实现均匀受热后，即可对固有的平衡状态进行恢复，且会逐步散失其热应力，并最终消除转子热弯曲[3]。

2.2转子动静摩擦

汽轮机组转子，

其转动与静止两类部件间存在的间隙日趋缩小，增加了动静摩擦的发生几率。在轴封瓦、隔板汽

封、轴端汽封等部位均会产生动静摩擦，进而会增强转子运动实际轨迹的复杂性，并在摩擦生热的影响下，导致转子局部出现升温现象，并引发转子热弯曲，极易引发振动故障，对机组运行安全造成危害。

2.3转子突发性不平衡汽轮机组经过长期使用，其机械设备会出现不同程度的老化，同时机组的运行环境若发生恶化，也会导致部分零部件发生松动、脱落，造成汽轮机组形成突发性不平衡，进而引发振动故障。通常，中心孔堵头、拉筋、围带以及动叶片等转子配件会在不同程度上出现突发性不平衡。例如，在转子转动过程中，围带以及动叶片发生脱落后，会沿着圆周方向飞出；在转子振动影响下，中心孔堵头会出现脱落。

3汽轮发电机组转子不平衡振动故障处理3.1转子不平衡故障机理3.1.1转子静不平衡机理转子大轴转动过程中，其偏心现象导致的离心力如下式所示：F=Me 棕2

在上式中，M*e 表示不平衡量

观察图1可知，转子相应的旋转轴线上不存在其质心，转子发生转动，则在上图简化平面中，转子将承受一定的离心力，该离心力经过质心。若转子上存在不平衡量，其形成的离心力将对转子质心经过，因此，在转子转动过程中，此类离心力不存在力矩，此即为转子静不平衡的相应机理。其偏心质量处于垂直下方，才能确保旋转停止。转子对旋转进行重新启动后，其偏心质量所引发的偏心激振力较大，会导致转子实际振动幅值脱离其相应的安全范围。

3.1.2转子动不平衡机理

转子各截面相应质心形成具有不同方向的离心激振力，进而在旋转中心线相应平面上形成合力偶作用，在两

汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究

李可人；周觅；雷浩

（卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司，南阳473000）

摘要：当前，汽轮发电机组在电力工业中得到了日渐广泛的应用。汽轮发电机组极易出现转子不平衡振动，会影响其运行安全性。

对此，有必要采取有效措施对此类故障进行处理。本文简述了汽轮发电机组振动分类及影响因素，浅析了汽轮机组转子不平衡原因；

探究了汽轮发电机组转子不平衡振动故障处理措施，以期为汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究提供借鉴。

关键词：汽轮发电机组；振动监测；不平衡

图1

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DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2019.05.072

内燃机与配件

者的双重作用下，转子同时产生两种振动，一种是与旋转中心线相垂直的振动，一种是引发旋转中心线发生倾斜的振动。

3.2转子不平衡故障处理方法

3.2.1转子动平衡

当转子出现动不平衡振动故障时，可能对机组运行造成严重的安全威胁，因此，要对转子实施有效的动平衡试验。转子发生动不平衡，是由于转子内部存在的离心惯性力难以实现相互抵消，导致转子在实际转动过程中，承受合力偶以及离心力系的双重影响。转子动平衡，是指将质量块对其轴体进行添加，或者将轴体中固有的一些质量块去掉，据此促进内部质量呈现出均匀分布，进而使转子相应的转动轴线在同一直线上与其几何轴线相重合，使转子内部存在的离心惯性力系相应的力有效实现相互抵消，并使作用于转子的相应力偶消失。

3.2.2转子静平衡

对转子实施静平衡是指将校正块添加于校正面上，确保其质心经过相应的转动中心线。若汽轮机组相应的转子具有较小的工作转速和较紧凑的结构质量，或转子实际尺寸较小，均可采用静平衡方法。

3.2.3转子现场动平衡

对转子进行现场安装、转子在实际运行中发生质量块飞脱等因素，均会在不同程度上破坏转子具备的平衡状态。转子需对其平衡状态实施调试后，才能进行启动和正常工作。若拆下转子并运回制造厂家进行平衡，极易浪费人力物力，且会大幅度降低汽轮机组的综合效益。对此，可在汽轮机房对转子实施现场动平衡，检修周期可以有效减少，并节约维修花销，从整体上促进电厂效益大幅度提高。

4结束语

综上所述，汽轮发电机组振动主要强迫振动和自激振动。其中，强迫振动又可分为普通强迫振动和非定常强迫振动。汽轮发电机组振动的影响因素众多。汽轮机组转子不平衡原因主要包括转子热弯曲、转子动静摩擦、转子突发性不平衡等。对此，要深入考察转子不平衡故障机理，通过转子动平衡、转子静平衡以及转子现场动平衡等方法对转子不平衡振动故障进行处理。

参考文献：

[1]乌日根.汽轮发电机组转子不平衡振动问题研究[D].华北电力大学，2015.

[2]倪守龙.600MW汽轮发电机组高压缸转子振动故障分析与处理[D].华北电力大学（保定），2014.

[3]杨冬生.汽轮发电机组振动故障分析及处理[J].中国科技信息，2014（z1）：158-165.

0引言

铁路货车安全高效运行涉及到一系列技术指标，其中包括反映货车动态性能以及稳定性能的货车平均最大加速度、垂直动载荷以及货车振动频率等。在提升铁路货车的行驶速度，不仅要在货车设计以及样机试制阶段通过一系列动态模型分析或性能试验进行参数研究、预测以及鉴定评估，对提速后的可靠性和安全性进行综合衡量。而且要在正式运行期间，对铁路货车的检修提出更加科学全面的要求。

1我国铁路货车提速发展历程

回顾我国的铁路货车发展历程，从开始的初级仿制，到目前居于世界先进水平，铁路货车提速主要经历了四个阶段。

在1949年至1957年之间，我国主要是对前期遗留货车进行维修，并对其进行仿制，车速非常缓慢。主要车型是C1型敞车，载重只有30t，而且强度低，顶部卸货困难。针对这些困难，随后的生产应用中加高了C1车型的钢铁材质的墙板、门板，将其改进定型为C1B型敞车。

1957年到1978年为我国铁路货车自主设计阶段，低速30t铁路货车在我国全面停产，第一辆自主设计的中速载重50t的敞车诞生标志着我国铁路货车实现了第一次全面升级。和C1车型相比，C50敞车速度有所提高，载重略有升级，但还是面临着运行性能差、强度低、零部件复检修不便等问题。1965年，在C50的基础上设计完成了C65型敞车，其自重轻，载重量大，但燃轴、切轴事故多发，安全隐患大。

1976年至2005年，为我国铁路货车实现全面自主研发时期。1988年，为满足高速重载组合列车翻车机卸货的要求，我国研制了C64型敞车并开始投入批量生产。并在国内首次采用了转动车钩和固定车钩适应了翻车机不摘钩连续卸货的要求，减少了卸货时间，提高了运输效率，充分利用了机车车辆的下部限界空间，有效地增大了装载容积和载重量载重大、重心低、自重轻。

随后是我国铁路货车快速发展阶段，主要以载重70-80t级新型提速、重载货车研制成功和载重60吨级货车在我国全面停产为节点，至此，我们开始了快速发展的阶段。

基于铁路货车提速对车辆的影响分析及检修意见探究

俞树斌

（兰州新区商贸物流投资集团有限公司，兰州730000）

摘要：作为专门运送货物的铁路货车在我国经济运行中起着重要的作用，一直以来承担着大型物流运输的重要职责。随着车辆技术以及铁路运行测试手段的提高，铁路货车的行车速度以及载重能力获得了极大的提高，铁路货车在更快速度、更多载重的同时，其安全性能也有了显著的进步。本文基于铁路货车提速所带来的性能影响，简要探究在提速影响下货车检修注意事项。

关键词：铁路货车；提速；影响；检修；探究

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DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2019.05.073