发电机找动平衡
水轮发电机转子动平衡试验
水轮发电机转子动平衡试验摘要：水轮发电机组的有些振动是由转子质量不平衡引起的，因此动平衡试验是解决水轮发电机组振动的重要环节。
本文介绍的动平衡测试的技术，分析添加不同转子端重量平衡的影响时，提出了不同的速度和转子的动平衡测试不同尺寸重量计算。
然后在宝瓶电站2号机组的动平衡试验，准确找到不平衡阶段，通过试验确定最终权重分配权重，有效提高了机组的振动和摆动问题。
关键词：水轮发电机组;动平衡试验;振动;摆度;相位1引言水轮发电机组的振动是机组运行中的一种非常不利的现象。
它严重威胁着供电质量、机组的使用寿命和安全经济运行。
造成振动的因素很多，包括机械振动、水力振动和电磁振动3种原因，其中包括机械振动引起的转动部分质量不平衡、轴调节不好、导轴承间隙不当。
水轮发电机组的振动，很多都是由于发电机转子质量不平衡造成的，不平衡转子在支承上造成的动载荷，引起整个旋转机械的振动，产生噪音; 加速轴承磨损，造成转子部分高频疲劳破坏和支承部分的某些部件强迫振动损坏，降低旋转机械的寿命; 甚至使整个机器控制失灵，发生严重事故。
大中型水轮发电机组的转子直径和重量很大，在机组运行中很容易出现由于转子的高质量的不均匀分布不平衡力。
目前，解决转子质量不平衡问题最有效的方法是对转子进行动平衡试验，通过配重消除转子质量不平衡造成的不平衡力。
本文介绍了水轮机转子动平衡试验的基本方法，通过有限元分析，比较了转子动平衡试验时配重块在转子上、下端面的区别，指出了不同转速、不同尺寸的转子适合的配重方案。
然后在宝瓶电站2号机组的动平衡试验，结合动态振动信号和键号准确地找到不平衡转子相法和试验，最终大大减小了机组的振动和摆动，为机组的长期稳定运行打下了良好的基础。
2水轮发电机组转子动平衡试验方法三元平衡法是一种通过作图找出不平衡点位置和质量的简单实用的动平衡试验方法。
在发电机转子表面（或其他部位）均匀取三点，每点相差120°，作好标志，如1、2、3三点。
发电机转子动平衡标准
发电机转子动平衡标准《发电机转子动平衡标准，你了解吗？》嘿，大家知道吗？在电力的奇妙世界里，发电机就如同一位超级英雄，而转子就是它的核心力量源泉！要是转子的动平衡出了问题，那可就像超级英雄失去了超能力一样糟糕透顶啦！今天，咱们就一起来揭开发电机转子动平衡标准的神秘面纱，看看这个超级重要的标准到底是咋回事，不搞懂它，那咱的电力世界可就要乱套咯！一、动平衡的基础——“平衡大师的修炼秘籍”在动平衡的世界里，可不能有丝毫的马虎呀！就像一个武林高手修炼秘籍一样，每一个细节都关乎成败。
“嘿，转子动平衡可别小瞧，它就像走钢丝的杂技演员，稍有不平衡那就是一场灾难秀！”动平衡的基础就是要确保转子在高速旋转时不会出现过度的振动和摆动。
这就好比是一辆赛车，要是轮子不平衡，那还不得在赛道上跳起“摇摆舞”来呀！我们要通过精确的测量和调整，让转子如同优雅的舞者，在旋转中展现出完美的平衡之美。
比如在制造过程中，对转子的各个部件进行严格的质量控制，确保它们的重量分布均匀。
就像给转子穿上了一件量身定制的“平衡铠甲”，让它能够在电力的战场上勇往直前！二、精度要求——“毫米之间的完美追求”哇塞，说到精度要求，那可真是让人惊叹不已呀！“动平衡的精度，那可是毫米之间的极致较量，容不得半点马虎哟！”这就像是在雕刻一件精美的艺术品，每一刀都要恰到好处。
转子的动平衡精度要求极高，哪怕是微小的不平衡量都可能引发大问题。
这就好比是在天平上放了一粒灰尘，看似微不足道，但却可能导致天平的失衡。
我们要用最先进的测量仪器和技术，追求那毫米之间的完美平衡。
例如采用高精度的传感器和计算机分析系统，对转子的不平衡量进行精确测量和计算，然后再通过巧妙的调整方法，将不平衡量降低到最低限度。
就像是一位挑剔的艺术家，对每一个细节都追求极致的完美！三、测试与验证——“动平衡的终极大考”嘿呀，测试与验证这可是动平衡的终极大考呀！“经过了前面的修炼和雕琢，现在到了检验成果的时候啦，可别掉链子哟！”这就像一场紧张刺激的考试，只有通过了才能证明自己的实力。
汽轮发电机振动分析及现场动平衡处理
汽轮发电机振动分析及现场动平衡处理大多数的汽轮发电机振动故障可以用现场高速动平衡的方法进行处理。
本文介绍了柔性转子的振动特性，阐述了现场校正一、二、三阶转子不平衡所采用的方法。
通过实例证明对称加重法虽然可能使汽轮发电机存在的三阶不平衡得到一定的校正，但是灵敏度低，且可能破坏一阶平衡状态;而在转子外伸端的联轴器加重时一般会取得较好的效果。
所取得的振动治理经验对同型机组类似振动故障的诊断及现场处理有一定的借鉴意义。
关键词：汽轮发电机;柔性转子;振动;现场动平衡引言汽轮发电机是火力发电厂的核心设备，振动水平是衡量机组安全可靠性最重要的指标。
剧烈的振动容易导致设备部件的疲劳损坏，一些重大的毁机事故直接或间接地与振动有关。
在汽轮发电机的各种振动故障中，不平衡引起的振动占到70%以上，还有部分故障也可以通过平衡的手段使振动得到改善，因此现场动平衡是消除振动的主要手段[1]。
由于汽轮发电机组轴系是多转子系统，相互之间有一定影响;而且在现场受加重位置的限制，有时无法在计算好的位置加重;此外大型机组启动一次的费用高达十万元以上，启动次数和时间受到了限制，因此现场高速动平衡是振动处理中十分重要而又有一定难度的环节。
随着汽轮发电机容量的增大，转子轴向长度及其重量也不断增加，而转子径向尺寸因受到材料强度限制增长不大，这样就迫使采用工作转速大于第一临界转速和第二临界转速的柔性转子[2]。
汽轮发电机转子均属于柔性转子，一般200 MW及以下的发电机工作转速在一、二阶临界转速之间，大多数300MW及以上的发电机工作转速在二、三阶临界转速之间。
这两类转子的平衡方法存在较大的差异，因此在现场动平衡时应采取针对性的处理方案才能取得理想的效果。
1 柔性转子的振动特性在不平衡作用下柔性转子的振动可表示为：柔性转子平衡主要根据其振型正交原理进行。
所谓正交是指在平衡某一阶振型时，不影响其他振型的平衡状态。
现场动平衡时通常一阶不平衡采用对称加重的方法，它与二阶振型是正交的;二阶不平衡采用反对称加重的方法，它与一阶不平衡是正交的。
发电机现场动平衡过程及分析
发电机现场动平衡过程及分析近年来，发电机转子两侧出现同相振动现象越来越多，其原因和机理也正在得到人们越来越多的重视。
同相振动是由于发电机转子本体三阶不平衡或外伸端不平衡所引起的，在二阶临界转速下工作的发电机转子，外伸端不平衡会使主跨转子的二阶振型畸变，产生类似于主跨转子三阶不平衡的振动特征。
实践表明，与其它形式振动相比，降低同相振动有时比较困难。
本文针对某台汽轮发电机组运行中出现的发电机同相振动问题进行了深入分析，对其机理进行了分析，总结了这类振动高效治理方法。
1、振动现象某台60MW汽轮发电机组轴系由汽轮机、发电机、励磁机组成，励磁机为悬臂结构，如图1所示。
正常运行中发电机振动较大，表1给出了3瓦和4瓦空负荷和满负荷下的振动数据。
工作转速下，各测点振动以工频为主。
带负荷过程中。
振动幅值增大，但相位稳定。
初步分析认为，发电机转子存在不平衡。
2、发电机转子动平衡过程由表1可知，满负荷下3x 和4x相位相差27。
，3Y和4Y相位相差20。
，两侧x与y方向振动相位基本相同。
用谐分量法将3瓦、4瓦工作转速下的振动分解为同相分量和反相分量，如表2所示。
从表2可以看出，两侧振动分量中同相分量远大于反相分量，其中x同相达到88um。
由于同相分量较大，参照以往加重经验，首先在发电机两端施加对称型式配重：P3=1.14kg∠24°，P4=1.05kg∠24°。
加重后，满负荷下振动明显减小，但是临界转速下振动增大。
在发电机两端加同相配重导致工作转速和临界转速下的振动出现矛盾，无法兼顾。
去掉发电机加重，改在励磁机上加重pA=250g∠60°如图2所示。
本次加重后，满负荷下振动明显降低而临界转速下振动变化不大，轴系振动达到优秀，动平衡工作至此结束。
表3给出了机组动平衡过程。
3、发电机同相振动的深入分析本次动平衡，在发电机和励磁机上的两次加重均降低了工作转速下的振动。
但是，发电机本体上的加重却使临界转速下振动明显增大，3x振动达136um，而励磁机上加重后I临界转速下振动变化不大。
二点法找动平衡
二点法找动平衡1、测量风机的原始振幅A O2、在转子的任意一点试加重量，启动风机测水平振幅A 13、取掉试加重量，并将该试加重量在转子的旋转的逆时针方向90度同一半径上再次试加，启动风机测水平振幅A 24、以三个振幅为半径按同一比例放大，画出振动相位图。
先画原始振幅A O 圆。
再以原始振幅A O 圆与水平轴交点O 1为圆心画振幅A 1圆。
逆时针90°，以原始振幅A O 圆与垂轴交点O 2画振幅A 2圆。
并计算出应加重量的位置和重量。
举例：电厂1#锅炉引风机找动平衡转子重量：（含叶轮和轴）G =3280kg转子直径：D=2500mm电机转速：n=990rpm试加重量：2kg原始振幅：A O =210nm第一次试加重量后振幅：A 1=330nm第二次试加重量后振幅：A 2=200nm P=23000250⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯n D G A O =299030002500328000000021.0250⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=632.50g 平衡重量G= OC OK P ⨯=59.12215.632⨯=1055g 平衡重量G= 11OC OK P ⨯=48.36215.632⨯=364g振幅相位图说明：1、平衡重量有2个，选1055g，因为364g在相位图上位于振幅交集区内，且交集振幅大，故选1055g。
位置位于第二次试加位置同一半径逆时针旋转68°处。
开机后测量水平振幅90nm2、二点法计算中转子重量G、转子直径D和转速n一定要数值准确，否则计算误差大。
二点法找动平衡（2#炉1#引风机）1、测量风机的原始振幅A O2、在转子的任意一点试加重量，启动风机测水平振幅A 13、取掉试加重量，并将该试加重量在转子的旋转的逆时针方向90度同一半径上再次试加，启动风机测水平振幅A 24、以三个振幅为半径按同一比例放大，画出振动相位图。
先画原始振幅A O 圆。
再以原始振幅A O 圆与水平轴交点O 1为圆心画振幅A 1圆。
大型水力发电机组的动平衡
・
额定 流量 ：８ ． １ｍ ／ ３ １ ８ ｓ 额定 转速 ：２ ／ ｉ １ ５ｒｍ ｎ 飞逸 转速 ：４ ／ ｉ ２ ０ ｒｍ ｎ
式 中 Ｐ为试 重 质量 （ ｇ ， ｋ ） Ｇ为转子 质 量 （ ｇ ， ｋ）ｇ
图 １所 示 ， 此类 转 子 在 静 止 时 不 会 产 生 不 平 衡 力 矩 ， 是 当 转 子 以 角 速 度 ∞ 旋 转 时 ， 会 产 生 一 但 就
个 不平衡力偶 … ：
＝ ｅ
。 ： Ｐ ￡ Ｌ
这种不平衡是靠静平衡试验是无法发现的， 只 有 在 转子旋 转 时才会 出现 ， 称动不 平衡 ， 型转 子 故 原
２ 动 平 衡 实 例
某 电厂 位 于贵 州 省 境 内 的乌 江 干流 上 ， 装 机 总 容量 ６０× ＭＷ ， 中 １ 机组参 数如 下 ： ０ ５ 其 号
水轮 机型 号 ： Ａ ９ Ｌ 一 ０ ＨＬ ８ ７一 Ｊ ７ ０ 额定 功率 ：０ ６ ９ＭＷ
额定 水头 ：７ ．０ｉ １５５ ｎ
和 水 力 等 三 个 因 数 的 影 响 。 其 中 因 为 机 械 因 数 导致机组摆度和振 动增大 ， 主要 是 受 动 不 平 衡 力
的 影 响 。动 平 衡 处 理 是 有 效 解 决 此 类 摆 度 和 振 动 超 标 的 主 要 方 法 。 以某 电 厂 １号 机 组 为 例 ， 介
动仍 然超标 ， 据上 一次 配重 得到 的数 据变化 ， 合 根 结 配重 后测 得 的数 据 进 行 分 析计 算 ， 按 一 定 比例 进 再 行修 正配 重 ， 至动 平衡 成功 。 直
风机动平衡及静平衡
二、两点法找动平衡
测得风机在工作转速轴承原始振动振幅，若A侧 振动大（振动值为A0），则先平衡A侧在转子上某一点 （作记号1）加上试加重量M，测得振动值为A1，按相同 半径将试加重量M移动180°（作记号2），测得振动值 为A2。根据三次测得的振动值，并选用适当的比例作图 求出应加平衡重量的位置和大小，如图11所示，做三 角形ＯＤＭ，使ＯＭ：ＯＤ：ＤＭ= A0： A1/2： A2/2， 延长MD至C，使CD=DM，连接OC；以O为圆心，OC为半径 作圆O；延长CO与圆O交于B，延长MO交圆O于S，
22
一、 画线法找动平衡
1）在振动较大的轴承附近的轴上，选择一段，长约 50—60mm。先检查这段轴的椭圆度，然后擦净轴的表面。 并涂一薄层白粉水。
2）启动风机至工作转速，用磨尖的铅笔或画线针在涂 白粉水的一段轴上画出几条弧线，各弧线间的间距为5— 6mm（如图9）。在铅笔或画线针接触轴表面时，动作要轻 微迅速，以尽量使画出的弧线短一些。共画十条左右。在 画弧线的同时，用振动表测出轴承的振动值Soa,并做好记 录。
30
则OC为试加重量M引起的振动值。平衡重量M0为 M0=M*om/oc。由图中量得角∠COS为β，则平衡重量 应加在第一次试加重量位子1的逆转向β或顺转向
β角处，具体方位由试验定。
M
S
D
β
B
O
C
βSBiblioteka 图11Qβ
2
1
β
Q
31
三、三点法找动平衡
此法与两点法的方法基本相同，只是用同一试加重量
M按一定的加重半径在互为120°的三个方位上，测得三
3)、停止运行设备，在轴上找出各段弧线的中心，连接 成一条线A-A，这条线表示了在这个方向上轴心偏移值为 最大。
发电机转子动平衡试验 转速
发电机转子动平衡试验转速发电机转子动平衡试验是指在发电机运行过程中对转子进行平衡校正的一项重要测试。
转子动平衡试验是为了减少转子旋转时的振动和噪声，保证发电机的正常运行。
本文将从转速为标题的角度，对发电机转子动平衡试验进行详细介绍。
一、概述转子动平衡试验是在发电机装配完成后进行的一项重要测试，旨在检测和校正转子的不平衡现象，确保转子在高速旋转时能够保持稳定，减少振动和噪声。
转子动平衡试验通常在专用的平衡设备上进行，通过不断调整转子上的平衡块来达到平衡效果。
二、试验过程1. 准备工作在进行转子动平衡试验之前，首先需要进行准备工作。
包括对试验设备进行检查和校准，确保其工作正常。
同时，需要对转子进行清洁和检查，确保其表面光滑和无损伤。
2. 安装转子将待测试的转子安装到平衡设备上，并确保转子的轴线与平衡设备的轴线重合。
同时，需要根据转子的设计要求，确定转子的试验转速。
3. 开始试验启动平衡设备，使其旋转到设定的试验转速。
在转子旋转的过程中，通过振动传感器等设备实时监测转子的振动情况，并将数据反馈给平衡设备。
4. 检测不平衡量根据振动传感器提供的数据，平衡设备能够计算出转子的不平衡量。
不平衡量通常以质量单位表示，如克或毫克。
平衡设备会将不平衡量以图表或数值的形式显示出来，供操作人员参考。
5. 校正转子根据平衡设备提供的不平衡量信息，操作人员可以确定需要在转子上添加或减少的平衡块的位置和质量。
通过精确的调整和校正，逐步减小转子的不平衡量，直至达到要求的平衡精度。
6. 试验结束当转子的不平衡量达到要求的平衡精度后，即可结束试验。
停止平衡设备的旋转，并将转子从平衡设备上取下。
同时，需要对平衡设备进行清理和维护，以保证其正常使用。
三、注意事项1. 在进行转子动平衡试验时，需要严格按照操作规程进行操作，确保人员和设备的安全。
2. 在校正转子时，应根据平衡设备提供的数据进行准确的调整，避免过度或不足。
3. 在进行转子动平衡试验前，应对试验设备进行充分的检查和校准，确保其工作正常。
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发电机转子现场动平衡查找
边科初久龙
本钢维检中心发电作业区
摘要：发电机轴瓦振动有很多是因为转子动平衡不好而引起的，以往我们多是将转子抽出，送到专业的试验机上进行动平衡查找。
这样需要8到10个工作日，既耽误了生产又为检修带来了很大的工作量。
采用现场找动平衡仅需要1个工作日就可以完成，无论是对生产还是检修都有很大的好处。
关键词：发电机振动动平衡
一．前言
质量不平衡是引起旋转机械振动大的最常见原因。
理想的平衡状态是转子各断面惯性主轴与转动轴线重合，但由于种种因素，在实际汽轮发电机组轴系中不可能存在这种理想的平衡状态。
不平衡离心力和力矩必然始终存在并作用在转子及支撑系统上。
过大的不平衡量将造成转子、轴承和基础的大幅值振动，严重时会造成支撑部件的损坏、甚至轴系断裂的灾难性事故。
为降低质量不平衡引起的振动，现场最有效的办法是进行转子（轴系）高速动平衡查找。
二．转子中不平衡的来源：
一个转子在设计上一般都使它相对于旋转轴线是轴对称的。
但是由于工艺上的一系列因素影响，最后装配完毕的转子总是不能做到动力上的完全轴对称，存在一定的部平衡量。
这种不平衡通常称之为原始不平衡量。
造成原始不平衡量的因素主要有：
1、转子材质的不均匀性：
2、联轴器的不平衡：
3、键槽不对称引起的不平衡。
4、转子加工中总会产生一些圆度偏差和偏心等；
5、叶轮的不平衡量影响；
这些因素造成的不平衡量都属于随机性质的，无法计算得到，因此总要通过重力试验（静平衡）和旋转试验（动平衡）来测定和校正，使其降低到允许的程度。
图一一个圆片的不平衡量
如果把一个转子分割成厚度为Δz的原片，则每个圆片（如图一所示）都存在一个不平衡量。
鉴定大小为G的不平衡质量存在于半径为r、圆周参考角度为α的地方，那么其所产生的离心力为：
2
G r
Fω
=
式中ω为角速度。
可见离心力F随ω的平方增大而增大。
所以将G和r的乘积成为不平衡量，一般表示为：
）
（或简写为Gr
U
Gr
U=
=
单位通常为
m m
g⋅，则：
）
（或简写为2
2U
F
U
Fω
ω=
=
因此离心力与不平衡量成正比例关系。
综上所述转子的不平衡超标会对机械的正常运转有较大影响。
三．动平衡的品质与评价方法。
动平衡的品质标准是以转子现场运转平稳为目标的。
对其进行评价主要有以下几个评定方法：
1.轴承振幅
我国采用的汽轮发电机组轴承振动的标准是，50
μm为合格，30μm为良好，20μm为优。
2．轴承振动剧烈程度：
振动剧烈程度即为振动有效速度，包含转速因素。
3。
轴振幅。
国际上对轴振要求为额定转速时320
μm为不合格，200μm为合格。
四．现场动平衡查找。
现场动平衡是指旋转机械在现场工作或接近现场工作状态下，对其进行振动测量分析和校正的一种平衡方法，特点是：工作量小、快速等优点。
现场动平衡调整只是对转机的单面单测量校正，不能解决双面力距不平衡量校正的问题。
现场找动平衡方法很多，有两点法，三点法，及闪光测相法。
以下就简述一下三点法现场找动平衡的过程。
1.在发电机正常运转时测出前后瓦的垂直，径向，轴向的振动值。
并做好标记，以备下次测量时为同一点。
2.停机后拆除发电机两侧端盖，在振动超标一侧的发电机转子端取下一定重量的平衡块，做好标记为（1）点，然后按顺时针方向120度的地方做标记（2），并将取下的平衡块固定在（2）点上。
3.完成后转机升速到3000r/min，然后在原来标记的各点上再次测出振动值做好记录。
4.停机，将（2）点的平衡块取下，再次按顺时针方向距离（2）点120度的地方做标记（3），将平衡块固定在（3）点上。
5继续转机至3000r/min，在原来各点测出振动数据。
6.把取下的平衡块质量设为M按一定的半径，测得的三个振动值为A1、A2、A3。
作图步骤如下（具体作图如图六所示）：
1、以O为圆心，取合适比列，以A1、A
2、A3为半径画圆；
2、小圆内以OA为边长，OA为顶点，做等边三角形OAB
∆；
3、以B为圆心，中圆的半径为半径画圆，所得圆与大圆交于C点
4、以AC为边，A和C为顶点，做等边三角形ACD
∆；
5、做ACD ∆的中心点，记为S 。
以S 为圆心，AS 为半径做圆，OS 与S 圆交于S ’点。
S ’即为平衡重量应加的位置，A 、C 、D 三点分别对应三个试加质量的位置。
这一方法电机试运次数为4次。
平衡质量P 为：
M SA
OS P ⋅=
五．实例
今年，在我作业区对发电厂高压车间23号机组进行大修后，发现发电机后瓦轴向振动超μm。
我作业区技术人员与电厂技术人员一起在现场用三点法对发电机标很多，为310
转子进行了动平衡查找。
最后用上述方法计算得出，加配重块600多克。
完成后轴瓦振
μm以下。
动均降至40
六．结论
现场找动平衡方法简单，而且准确可靠，又可以减少大量的工作量，值得推广应用。
就技术层次而言，转子现场动平衡方法，一则需要相应技术基础支持，譬如机械振动原理，转子振动原理以及表现形式；二则需要一定数据积累，在工程上，不可能每次都做细致的理论分析，需要一套简单而行之有效的方法，在转子动平衡试重等配比需要一定的数据支持，才能更好的达到找动平衡效果。
参考文献：汽轮机设备检修技术转子动平衡原理电力工业技术管理法规
作者简介：边科男，出生于1974年2月，毕业于本钢技校，现为本钢维检发电作业区汽机工段班长，助理技师。
初久龙男，出生于1963年，高中学历，现为本钢维检汽机工段段长。