典型案例分享 | 多转子平衡

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案例01、XX热电4号机组(50MW)

该机组为国产50MW机组，轴系示意见图1。

图1 轴系示意

该机组1200r/min附近2、3号轴承的振动较高，工作转速1、2、3、5、6号轴承振动偏高。振动原因如下：

  · 2、3号轴承在同一轴承箱内，1200r/min振动是发电机一阶不平衡引起的。

  · 汽轮机转子存在不平衡，导致1、2、3号轴承工作转速振动大。

  · 励磁机转子存在力偶不平衡，可以在发电机一励磁机联轴器加重校正。

发电机对称加重对工作转速的影响可以忽略，末级叶片加重对5、6号轴承的影响可以忽略，而发电机一励磁机联轴器加重对1~3号轴承的影响可以忽略。因此，这三组平衡质量同时加上，各自单独进行平衡计算。经过两次平衡后，振动达到满意水平（表1）。

表1 XX4号机组平衡数据

案例02、XX电厂2号机组(上海125MW)

轴系示意如图2所示。

图2 轴系示意

机组发电机临界转速 (1200r/min) 振动大，定速后2~7号轴承水平方向振动大（表2）。分析的结论是：

  · 低压转子存在一阶不平衡，需要在低压转子对称加重。试加质量为每侧 =630g∠10。

  · 发电机同时存在一阶和二阶不平衡，需要在发电机转子对称加重和反对称加重。对称试加重为 ；反对称试加重为 。

  · 励磁机的振动很可能是由发电机传递的，所以暂时不对励磁机平衡，待发电机平衡后再确定。

为了减少启动次数，决定将上述校正质量同时加上（发电机的对称和反对称加重合成为 =1100g∠16， =620g∠230）。平衡后发电机临界转速的振动明显降低。定速后除2瓦外，其他轴承均达到合格（表2）。

表2  XX2号机组平衡数据

案例03、XX电厂12号机组(北重200MW)

国产三缸三排汽200MW机组，轴系示意如图3所示。

图3 轴系示意

表3中序0是该机组某年大修后的振动，可以看出1、2、3、4、5、7、9号轴承的振动都偏高。定速后的振动基本是稳定的，而且为基频。判断轴系存在不平衡。第一次平衡时选择在高中联轴器P12、低压转子P4、P5 和励磁机P8、P9 同时加重。理由如下：

  · 轴系振动最为突出的是2、5号轴振。高中联轴器加重对降低2号轴振最有效，低压转子反对称加重对降低5号轴振最有效。

  · 高中联轴器与低压转子之间有中压转子隔离，相互之间的影响较小，可以同时加重。

  · 励磁机由于处于轴系的末端，无论是在P12 加重还是在P4、P5 加重，对它的影响都不大。选择与高压转子和低压转子同时平衡。

  · 如果中压转子存在不平衡，在末级叶轮P2 加重会有效果。但这会与高中联轴器加重的影响混淆在一起，所以第一次平衡暂时不在这里加重。

第一次平衡后的振动如序1所示，平衡后多数轴承的振动均有改善。

第二次平衡的方案如下：

  · 对高中联轴器、低压转子、励磁机的加重做适当的调整。

  · 另外，在中压转子的末级叶轮加重600g。

第二次平衡后的振动如序2所示。平衡后除3号轴振为83μm，其他轴振和座振达到优良。

表3 XX12号机组平衡数据

案例04、XX电站1号机组(上海300MW)

该机组两个低压缸的振动都比较高（表4序0）。由于振动为基频，而且振动的大小和相位是稳定的，判断振动的原因是不平衡。

这两根低压转子的结构和质量完全相同。对于两根质量相同的转子，如果它们的振动都大，可以认为两根转子都存在不平衡，而转子之间的影响可以忽略。在确定试加质量和计算校正质量时各自单独计算，同时加重，这样至少可以减少一次启动。

用这种方法确定了两根低压转子的试加重量，并同时安装（即4个校正平面同时加重）。经过一次平衡，振动达到合格范围（序1），平衡结束。

如果还需要进一步调整平衡状况，使振动更加满意，进行平衡计算时有两种方法。

  · 认为低压Ⅰ的加重只对低压Ⅰ的振动有影响，低压Ⅱ的加重只对低压Ⅱ的振动有影响。忽略它们之间的相互影响。这样可以各自单独计算，用这种方法得到的计算结果见序2。

  · 平衡前后的数据（序0和序1）比较，平衡后4个轴承的相位都比平衡前减少，说明校正质量的角度需要减小。基于这种分析，可以将4个校正平面的加重视为成组加重。以低压Ⅰ前端的加重（300∠172）为试加质量，序1和序2中4个轴承的振动为加重前后的振动，得到校正质量为470∠150，而其他位置的校正质量应与此校正质量的大小和角度的变化相同，得到序3的结果。需要注意的是，这种方法只有在试加质量角度调整方向一致的情况下才能使用。

表4 XX1号机组平衡数据

来源：因联智慧诊断微信公众号（ID：gh_7bfa6a26e890）