CN110631839A - 一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系稳定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，包括如下步骤：步骤1：在标高条件下，将轴系中用到的若干轴承的参数进行分析；步骤2：将步骤1轴系中的各个轴承在标高条件下的敏感性进行测量，判断所测得的轴承的敏感性是否处于标准敏感性范围内；步骤3：将轴系在各阶阻尼条件下进行临界转速的测量，判断轴系在各阶阻尼条件下的临界转速是否处于标准转速范围内；步骤4：将轴系中的各个转子的对数衰减率与标准转子对数衰减率进行比较；步骤5：判断在额定转速时轴系中各个轴承的轴颈不平衡响应的峰‑峰值是否处于标准范围内，借此，本发明能够较为准确的判断5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性，方便及时对5缸4排汽汽轮机组轴系进行维护。

Description

一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系稳定的方法

技术领域

本发明属于汽轮机轴系稳定技术领域，特别涉及一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系稳定的方法。

背景技术

目前，在标高条件下，单轴5缸4排汽汽轮机组属于常用的二次汽轮机组，这种汽轮机组的再热蒸汽的温度较高从而使得蒸汽压力自然而然的被提高，结果就是再热蒸汽的温度和蒸汽压力等参数都处于比较高的数值范围内，标高表示锅炉内放置的二次汽轮机组相对于基准面(标高的零点)的竖向高度，是竖向定位的依据；在实际应用过程中由于再热蒸汽的温度和蒸汽压力提高，会使得汽轮机组的超高压缸、高压缸的进汽密度增大，从而导致汽流的流速提高，蒸汽汽流的流速提高就会使得原本直接作用在汽轮机轴系上的切向力提高，切向力的增大会对汽轮机轴系内部动静间隙、密封结构及汽轮机轴系转子的影响造成振动，使得汽轮机组轴系上受到的激振力增大。

但是，在实际应用的过程中，蒸汽汽流增大带来的汽轮机组轴系激振力的增大会使汽轮机组轴系的稳定性大大降低，严重时会导致汽轮机组轴系上的转子失稳产生很大的低频率扰动，阻碍汽轮机组的正常工作，因此汽流激振的存在成为了影响高参数汽轮机组稳定性的重要因素，则判断汽轮机组轴系的稳定是及时维护汽轮机组的重要过程，因此，本发明特再提供一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系稳定的方法，能够较为准确的判断5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性，方便及时对5缸4排汽汽轮机组轴系进行维护。

发明内容

本发明提出一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系稳定的方法，能够较为准确的判断5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性，方便及时对5缸4排汽汽轮机组轴系进行维护。

本发明的技术方案是这样实现的：一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在标高条件下，将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中用到的若干轴承的参数进行分析，并根据这些参数分别计算每个轴承的比压，并将各个轴承的比压与临界比压进行比较，判断各个轴承所承受的比压是否超过临界比压，若未超过临界比压值则转到步骤2进行判断；

步骤2：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个轴承在标高条件下的敏感性进行测量，判断所测得的轴承的敏感性是否处于标准敏感性范围内，若轴承的敏感性处于标准敏感性范围内则转到步骤3进行判断；

步骤3：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下进行临界转速的测量，判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下的临界转速是否处于标准转速范围内，若处于标准转速范围内则转到步骤4进行判断；

步骤4：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率与标准转子对数衰减率进行比较，判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率是否超过标准转子对数衰减率，若超过标准转子对数衰减率则转到步骤5进行再次判断；

步骤5：判断在额定转速时单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的轴颈不平衡响应的峰-峰值是否处于标准范围内，若处于标准范围内则轴系稳定。

在单轴5缸4排汽汽轮机组安装完成之后，需要对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性进行判断，首先需要对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的比压进行计算，判断各个轴承的比压是否小于临界比压，如果其中某个轴承的比压大于临界比压说明轴系的稳定性较弱，如果每个轴承的比压均小于临界比压，则需要进行第二步判断；通过轴承检测仪对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的敏感度进行检测，将测得的敏感性数值与标准敏感性进行比较，如果测得的轴承的敏感性数值超过标准敏感性，则说明轴承的敏感性过高，会导致轴系不稳定，若轴承的敏感性处于标准敏感性范围内则转到第三步进行判断；通过测量单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下的临界转速与标准转速范围进行比较，如果超出标准转速范围说明单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性弱，如果处在标准范围内则转到第四步进行进一步测试；将轴系中各个转子的对数衰减率，并与标准转子对数衰减率进行比较，如果小于标准数值说明轴系不稳定，如果大于标准数值转到第五步进行再次测试；如果轴承的轴颈不平衡响应的峰-峰值是否处于标准范围内，则可以结束测试，轴系进行5步测试均为稳定，则整个轴系较为稳定，如果在其中任一步不符合标准，则轴系不稳定，需要及时对轴系进行维护。

作为一种优选的实施方式，步骤1中轴承的参数分析包括轴径测量、轴承宽度的测量、轴承失稳转速的测量和轴承比压的计算，临界比压为3.00MPa，计算轴承的比压采用的公式为：

P＝G/dl

其中P为比压，G为单个轴承的载荷，d为轴径，l为轴承的宽度，轴承的临界比压也采用相同的公式测得，然后将每个轴承根据上述公式测得的比压与临界比压比较，如果每个轴承的比压均未超过临界比压3.00MPa，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤1中稳定。

作为一种优选的实施方式，步骤2中单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的每个轴承的标准敏感性范围为不超过18％，通过轴承检测仪对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的每个轴承的敏感性进行测试，测得后判断每个轴承的敏感性是否超过18％，如果不超过18％，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤2中稳定。

作为一种优选的实施方式，步骤3中单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的标准转速范围为小于轴系额定转速的-20％或者大于轴系额定转速的+20％，轴系在各阶阻尼条件下的转速通过测速传感器进行测算，根据测得的转速与轴系的额定转速进行比较，如果小于轴系额定转速的-20％或者大于轴系额定转速的+20％，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤3中稳定。

作为一种优选的实施方式，步骤4中的标准转子对数衰减率为0.1％，单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率如果超过0.1％，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤4中稳定。

作为一种优选的实施方式，步骤5中轴颈不平衡响应的峰-峰值范围为不超过50μm，单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的轴径不平衡响应的峰-峰值范围不超过50μm，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤5中稳定。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1、逐步判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系是否稳定，如果轴系在其中一步中出现不稳定的情况则可以随时对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系进行检修，使得单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的维护更加方便；

2、单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系在经过5步测试达到稳定条件之后，可以判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性较强，减少在使用过程中出现单轴5缸4排汽汽轮机组轴系不稳定的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，步骤1：在标高条件下，将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中用到的若干轴承的参数进行分析，并根据这些参数分别计算每个轴承的比压，并将各个轴承的比压与临界比压进行比较，判断各个轴承所承受的比压是否超过临界比压，若未超过临界比压值则转到步骤2进行判断；

单轴5缸4排汽汽轮机组安装完成之后，对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中用到的10个轴承在标高条件下的参数进行分析，这10个轴承的参数记录如下表所示：

根据上述实验公式，当轴承的比压大于3.00MPa时,7#轴承、8#轴承、9#轴承明显对轴系造成磨损，这种磨损会出现导致运行不稳定的情况，需要技术对轴系中的轴承进行维修或者更换；当轴承的比压小于3.00MPa即1#轴承2#轴承3#轴承4#轴承5#轴承6#轴承10#轴承正常运行，不会对轴系造成磨损，因此轴承的临界比压为3.00MPa。

步骤1中轴承的参数分析包括轴径测量、轴承宽度的测量、轴承失稳转速的测量和轴承比压的计算，临界比压为3.0MPa，计算轴承的比压采用的公式为：

P＝G/dl

其中P为比压，G为单个轴承的载荷，d为轴径，l为轴承的宽度，轴承的临界比压也采用相同的公式测得，然后将每个轴承根据上述公式测得的比压与临界比压比较，如果每个轴承的比压均未超过临界比压3.00MPa，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤1中稳定。

步骤2：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个轴承在标高条件下的敏感性进行测量，判断所测得的轴承的敏感性是否处于标准敏感性范围内，若轴承的敏感性处于标准敏感性范围内则转到步骤3进行判断；

步骤2中单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的每个轴承的标准敏感性范围为不超过18％，通过轴承检测仪对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的每个轴承的敏感性进行测试，测得后判断每个轴承的敏感性是否超过18％，如果不超过18％，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤2中稳定。

在步骤1中单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中10个轴承的比压复合条件之后，再测量各轴承在标高条件下的敏感性，得到的敏感性数值如下表所示：

在实验中发现，当测得的各个轴承在标高条件下的敏感性大于18％时，轴系明显出振动，导致轴系不稳定，需要对征程进行或更换或者维修，当轴系中的各个轴承的敏感性小于18％时，轴系不会出现振动，则轴系的稳定性较强，因此轴系的敏感性范围为不超过18％。

步骤3：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下进行临界转速的测量，判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下的临界转速是否处于标准转速范围内，若处于标准转速范围内则转到步骤4进行判断；

步骤3中单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的标准转速范围为小于轴系额定转速的-20％或者大于轴系额定转速的+20％，轴系在各阶阻尼条件下的转速通过测速传感器进行测算，根据测得的转速与轴系的额定转速进行比较，如果小于轴系额定转速的-20％或者大于轴系额定转速的+20％，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤3中稳定。

测得的单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下的临界转速如下表所示：

其中轴系在1阶阻尼条件下的转速为额定转速，额定转速的数值为822.2，根据实验数据表格，当轴系在各阶阻尼的临界转速大于650.76并小于998.84时，轴系出现振动，造成轴系运行不稳定的情况，需要及时对轴系进行维护或者检修，用出现振动时的除以额定转速即分别用650.76和998.84除以822.2，可以得到当轴系在各阶阻尼的临界转速处于额定转速的-20％到额定转速的+20％范围内时，轴系会出现振动的情况，因此当轴系的各阶阻尼小于轴系额定转速的-20％或者大于轴系额定转速的+20％轴系才能稳定运行。

步骤4：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率与标准转子对数衰减率进行比较，判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率是否超过标准转子对数衰减率，若超过标准转子对数衰减率则转到步骤5进行再次判断；

步骤4中的标准转子对数衰减率为0.1％，单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率如果超过0.1％，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤4中稳定。

通过转子的对数衰减率公式以及测得的各个转子的参数，对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系各个转子进行计算，可以得到的单轴5缸4排汽汽轮机组轴系各个转子的对数衰减率如下表所示：

其中转子N为正常工作状态下计算得到的对数衰减率，作为标准转子对数衰减率供计算得到的其他转子对数衰减率进行对比，当转子的对数衰减率小于0.1时，转子在轴系中的转动会出现振动，影响轴系的稳定性，需要技术对轴系进行维护，因此，只有当转子的对数衰减率大于0.1％是，轴系才能稳定运行。

步骤5：判断在额定转速时单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的轴颈不平衡响应的峰-峰值是否处于标准范围内，若处于标准范围内则轴系稳定。

步骤5中轴颈不平衡响应的峰-峰值范围为不超过50μm，单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的轴径不平衡响应的峰-峰值范围不超过50μm，则可判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在步骤5中稳定。

在额定转速时各轴承的轴颈不平衡响的峰-峰值如下表所示：

当轴承的轴颈不平衡响应的峰-峰值大于50μm，为50.1μm时，轴承会在轴系中出现晃动的情况，而轴承的轴颈不平衡响应的峰-峰值不超过50μm时，轴承在轴系中一直不会出现振动，因此当单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的轴径不平衡响应的峰-峰值范围不超过50μm时，轴系是稳定运行的。

在单轴5缸4排汽汽轮机组安装完成之后，需要对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性进行判断，首先需要对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系轴系中各个轴承的比压进行计算，判断各个轴承的比压是否小于临界比压，如果其中某个轴承的比压大于临界比压说明轴系的稳定性较弱，如果每个轴承的比压均小于临界比压，则需要进行第二步判断；通过轴承检测仪对单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的敏感度进行检测，将测得的敏感性数值与标准敏感性进行比较，如果测得的轴承的敏感性数值超过标准敏感性，则说明轴承的敏感性过高，会导致轴系不稳定，若轴承的敏感性处于标准敏感性范围内则转到第三步进行判断；通过测量单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下的临界转速与标准转速范围进行比较，如果超出标准转速范围说明单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的稳定性弱，如果处在标准范围内则转到第四步进行进一步测试；将轴系中各个转子的对数衰减率，并与标准转子对数衰减率进行比较，如果小于标准数值说明轴系不稳定，如果大于标准数值转到第五步进行再次测试；如果轴承的轴颈不平衡响应的峰-峰值是否处于标准范围内，则可以结束测试，轴系进行5步测试均为稳定，则整个轴系较为稳定，如果在其中任一步不符合标准，则轴系不稳定，需要及时对轴系进行维护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系稳定的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在标高条件下，将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中用到的若干轴承的参数进行分析，并根据这些参数分别计算每个轴承的比压，并将各个轴承的比压与临界比压进行比较，判断各个轴承所承受的比压是否超过临界比压，若未超过临界比压值则转到步骤2进行判断；

步骤2：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个轴承在标高条件下的敏感性进行测量，判断所测得的轴承的敏感性是否处于标准敏感性范围内，若轴承的敏感性处于标准敏感性范围内则转到步骤3进行判断；

步骤3：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下进行临界转速的测量，判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系在各阶阻尼条件下的临界转速是否处于标准转速范围内，若处于标准转速范围内则转到步骤4进行判断；

步骤4：将单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率与标准转子对数衰减率进行比较，判断单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的各个转子的对数衰减率是否超过标准转子对数衰减率，若超过标准转子对数衰减率则转到步骤5进行再次判断；

步骤5：判断在额定转速时单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中各个轴承的轴颈不平衡响应的峰-峰值是否处于标准范围内，若处于标准范围内则轴系稳定。

2.根据权利要求1所述的一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，其特征在于，步骤1中单轴5缸4排汽汽轮机组轴系中的每个轴承的参数分析包括轴径测量、轴承宽度的测量、轴承失稳转速的测量和轴承比压的计算，所述临界比压为3.00MPa。

3.根据权利要求2所述的一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，其特征在于，计算所述轴承的比压采用的公式为：

P＝G/dl

其中P为比压，G为单个轴承的载荷，d为轴径，l为轴承的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，其特征在于，步骤2中轴承的标准敏感性范围为不超过18％。

5.根据权利要求1所述的一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，其特征在于，步骤3中单轴5缸4排汽汽轮机组轴系的标准转速范围为小于轴系额定转速的-20％或者大于轴系额定转速的+20％。

6.根据权利要求1所述的一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，其特征在于，步骤4中所述标准转子对数衰减率为0.1％。

7.根据权利要求1所述的一种判断单轴5缸4排汽汽轮机组的轴系稳定的方法，其特征在于，步骤5中轴颈不平衡响应的峰-峰值范围为不超过50μm。

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