汽轮机现场动平衡
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。
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
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。
一阶和二阶振型示意图
临界转速及滞后角
Hale Waihona Puke 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。
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。
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。
轴系现场高速动平衡核心内容
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。
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。
汽轮机转子动平衡标准
汽轮机转子动平衡标准汽轮机转子动平衡是指在高速旋转状态下，通过对转子进行适当的修整和调整，使得转子在旋转时不会产生过大的振动，从而保证汽轮机的安全稳定运行。
汽轮机转子动平衡标准是对汽轮机转子动平衡技术进行规范和标准化，以确保汽轮机转子动平衡工作的准确性和可靠性，提高汽轮机的运行效率和安全性。
首先，汽轮机转子动平衡标准需要明确转子的平衡质量等级。
根据汽轮机转子的结构和工作条件，确定转子的平衡质量等级，包括一、二、三级平衡质量等级，以及对应的振动限值和平衡质量调整标准。
不同等级的转子需要满足不同的振动限值和平衡质量调整标准，以确保转子在运行时不会产生过大的振动，保证汽轮机的安全运行。
其次，汽轮机转子动平衡标准需要规定转子的动平衡修正方法。
根据转子的不同结构和不同平衡质量等级，确定适用的动平衡修正方法，包括静平衡、单面动平衡、双面动平衡等方法。
同时，需要规定动平衡修正的工艺要求和技术标准，确保动平衡修正的准确性和可靠性。
另外，汽轮机转子动平衡标准还需要规定转子动平衡试验的方法和要求。
确定转子动平衡试验的具体步骤和试验设备，包括试验前的准备工作、试验过程中的监测和记录，以及试验后的数据处理和分析。
通过转子动平衡试验，验证转子的平衡质量等级和动平衡修正效果，确保转子在运行时可以满足振动限值和平衡质量调整标准。
最后，汽轮机转子动平衡标准还需要规定转子动平衡工作的质量控制要求。
包括动平衡修正的工艺控制、试验过程的质量控制，以及动平衡工作的记录和归档要求。
通过严格的质量控制，确保动平衡工作的准确性和可靠性，提高汽轮机的运行效率和安全性。
总之，汽轮机转子动平衡标准是对汽轮机转子动平衡技术进行规范和标准化的重要文件，对于提高汽轮机的运行效率和安全性具有重要意义。
只有严格遵守汽轮机转子动平衡标准，才能确保汽轮机转子的平衡质量和动平衡修正效果达到要求，保证汽轮机的安全稳定运行。
汽轮机动平衡试验方案
汽轮机动平衡试验方案1. 引言汽轮机是一种常用的动力装置，广泛应用于发电厂、化工厂以及船舶等领域。
为了确保汽轮机运行平稳且安全可靠，进行动平衡试验是非常重要的。
本文将介绍汽轮机动平衡试验的方案。
2. 动平衡试验的目的汽轮机的动平衡试验旨在消除旋转部件的不平衡质量，提高汽轮机的运行平稳性和可靠性。
通过试验，可以减少振动和噪音，延长汽轮机的使用寿命，提高工作效率。
3. 试验方案的准备工作在进行汽轮机动平衡试验之前，需要进行以下准备工作：3.1 准备试验设备：包括动平衡仪、传感器、振动测量仪等。
3.2 准备试验样品：选择代表性的汽轮机旋转部件作为试验样品。
3.3 确定试验条件：包括转速范围、试验时间、试验环境等。
4. 试验步骤4.1 安装试验设备：将动平衡仪等设备安装在汽轮机上，并与相应的传感器连接。
4.2 进行初始测量：在试验前，通过振动测量仪对汽轮机进行初始测量，获取汽轮机旋转部件的振动数据。
4.3 进行试验：根据试验方案，逐步调整汽轮机的运行状态，记录振动数据。
4.4 分析试验结果：根据试验数据，进行振动分析，判断不平衡质量的位置和大小。
4.5 进行动平衡校正：根据振动分析结果，采用适当的动平衡方法，对汽轮机进行不平衡质量的校正。
4.6 重复试验：在进行动平衡校正后，再次进行试验，以验证校正效果。
4.7 完成试验：根据试验结果，判断是否达到平衡要求，如果达到要求，则试验完成。
5. 试验注意事项5.1 安全措施：在进行汽轮机动平衡试验时，要注意安全措施，确保人员和设备的安全。
5.2 试验环境：试验环境对试验结果有一定影响，应尽量保持试验环境的稳定性。
5.3 数据记录：试验过程中要及时记录振动数据，并保证数据的准确性和完整性。
5.4 试验设备校准：试验设备在使用前要进行校准，以确保测量结果的准确性。
6. 结论汽轮机动平衡试验是提高汽轮机运行平稳性和可靠性的重要手段。
通过合理的试验方案和准备工作，可以准确地判断不平衡质量的位置和大小，并采取相应的校正措施。
汽轮机动平衡试验合格标准
汽轮机动平衡试验合格标准
旋转机械设备产生的振动会加速轴承的疲劳和磨损，降低机械设备的精度和可靠性，产生噪声，严重时则会发生机械事故。
对核电站而言，主泵，主给水泵，汽轮机等均为大型旋转机械，特别是像汽动辅助给水泵等为高速旋转机械，动平衡对其安全稳定运行尤为重要，当然核电站还有风机，压缩机等旋转机械，其动平衡的方法与水泵相似。
1.动平衡试验原理
1.1.概述
如果转子刚体是均匀对称的，绕对称中心轴转动，则各点离心力相互抵消。
由于转子本身组织不均匀，或是加工误差，装配等造成质量偏心等都会引起旋转轴线的偏移，从而导致不平衡。
例如一个薄圆盘，若是质量分布不均，不能相互抵消平衡，就可以产生不平衡力，总效果是相当于某一个方向上多出一个当量的不平衡质量。
对于长轴物体，如水泵转子可看成多个不平衡圆盘的组合，不平衡质量的分布呈空间曲线形式。
平衡可以分为静平衡和动平衡，动平衡又可以分为刚性转子平衡和挠性转子平衡。
静平衡是在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，因此静平衡又称为单面平衡。
动平衡则是在两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，因此动平衡又称为双面平衡（特殊情况下也可以使用多个校正面进行平衡）。
通常水泵转子，汽轮机转子都属于刚性转子，动平衡是在工厂的动平衡机上进行，现场平衡一般是在工作条件下进行，特别是现场维修时更为方便。
青岛捷能汽轮机场动平衡机检测方法(二)
动平衡机检测方法（—）—、动平衡术语及关系1、R1、R2------去重（或加重）半径，单位：毫米（mm）。
2、M-----工件重量，单位：千克（kg）。
3、e-------工件许用偏心量，单位：微米（μm）。
4、U e-----工件允许剩余不平衡量，单位：克毫米（g mm）5、Ue=M e/2单位：克毫米（g mm）6、m e1m e2-----工件左右面允许剩余不平衡量，单位克。
8、m e2 =U e/R2= M e /2R说明：e或Ue是工件的设计要求，m e1 m e2为动平衡操作者所用动平衡合格值，应由技术人员准确计算给定。
工件左右加重半径不同时，左、右面的允许剩余不平衡量m e1 m e2不同。
二、日常性检测方法1、计算出左侧许用不平衡量m e1和右侧许用不平衡量m e2。
2、按正常的动平衡方法，将工件平衡到合格，既不平衡量小于许用不平衡量，并记录最后一次测量的不平衡量的重量和角度（加重状态）。
3、用天平精确称取试重2 m e1，2 m e2，并根据上步测量结果加在动平衡的轻点上。
4、开机测量动平衡量，并记录结果。
5、如果两侧的测量角度都发生了约180度（160度~200度）翻转则证明最后测量结果可靠，转子达到了合格的标准。
动平衡检测记录表（一）操作员：检定员：校核员：检定日期：年月日动平衡检测记录表（一）实例操作员：检定员：校核员：检定日期：年月日动平衡机检测方法(二)一、动平衡术语及关系1、m o初始测试的不平衡量，单位：克（g）2、m1一次平衡校正后的剩余不平衡量，单位：克（g）3、U RR不平衡量减少率，单位：%百分比4、U RR=100（m o- m1）/ m o（%）5、m4最后剩余不平衡量，单位：克（g）6、R加（去）重半径，单位：克（g）7、M工件重量，单位：千克（kg）8、e动平衡精度（偏心距），单位：微米（μm）9、e=2m4 R/M二、动平衡机性能指标U RR和e的测试1、选择一中等型号的工件做试件，允许工件的存在初始不平衡量；2、重新对工件进行标定。
汽轮发电机组轴系的现场整体平衡法评述
汽轮发电机组轴系的现场整体平衡法评述现场整体平衡法是汽轮发电机组轴系最常用的平衡方法之一，它可以实现快速、精确的轴系平衡。
传统的现场整体平衡法，需要设置若干均衡环，这些环可以在现场直接接在发电机转子上，在发电机旋转的过程中，可以测量转子的动态、偏心等参数，从而估算出其平衡状态。
相比于其他测试方法，现场整体平衡法的优点在于安全、可靠、可信，操作容易，而且也比较经济。
但是，这种方法也有一定的局限性，即适用于轻载的发电机，对于重载的发电机，就不再适用，这也是其相对不足之处。
LM6000燃气轮机转子现场动平衡分析
15MW汽轮发电机组励磁机现场动平衡校正
作画面显示 ４ 测点轴 瓦垂直方 向振值 ４ ０ ｍ 。发 电机 转 子属 柔 性转 子 ， 按谐 分 量 一影 响 系数 法 一 － 将 ３ ， ４ 测 点 同方 向的振 值 分 解 为 对 称 分量 及 反 对 称
动平衡仪对励磁机 转子进行 了现场 动平衡 校正后 ， 机组各测 点的振值 均下 降至 １ ５ １ １ １ 以内， 确保 了设备 的安 全 【 关键词】 汽轮发电机组 励磁机 转子 现 场动 平衡
Ｆｉ ｅ ｌ ｄ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｂａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ Ｅｍ ｅ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｅｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｆ ｏ ｒ １ ５ ＭＷ Ｔｕ ｒ ｂ ｏ － ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ Ｓ ｅ ｔ
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｓ Ｉ ２ １ ３ ０ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｔ ｏ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｇ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｃ ｅ ｕ ￣ ｅ ｄ
２ 故 障诊 断
４ 测 点
３ 测 点
垂直
水平
垂直
水平
２ ５ ０ ０ 振值 相位 振值 相位 振值 相位 振值 相位
３ ７ ４ 。 ５ ． ６ ３ ３ ３ ３ 。 ２ ２ １ ８ 。 ３ ． ６ ４ ２ ２ ６ 。
机组 的结构如图 １ 所示 ， 励磁机转子为悬臂支 撑 。该 机组 每次 的启 机 过程 均需 依 次在 ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ，
１ ２ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， ２ ５ ０ ０ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ 下 运转 １ ５ ｍｉ ｎ ， 最后 再 升 至 工 作转速 ３ ０ ０ ０ ｆ ｍ ｉ ｎ 。一阶临 界转速为 １ ６ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 左 右， 二 阶 临界转 速 为 ３ ５ ０ ０ ｆ ｍｉ ｎ 左右 。 机组更 换 励磁 机转 子后 ， 转速 在 ２ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 时，
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。
汽轮机的转子动态平衡说明书
汽轮机的转子动态平衡说明书序本文档旨在提供汽轮机转子动态平衡的详细说明，确保汽轮机的稳定运行。
通过正确的平衡方法和操作步骤，可以有效降低振动和噪音，延长汽轮机的使用寿命，提高运行效率。
在进行转子动态平衡时，请务必参考本说明书，并遵循相关安全操作规程。
1. 转子动态平衡的基本原理和作用1.1 转子动态平衡的基本原理转子动态平衡是通过在转子上添加校正质量来抵消不平衡力，从而达到转子的平衡状态。
在汽轮机中，转子不平衡会导致振动和噪音的产生，严重时可能引发机械故障。
通过动态平衡，可以改善汽轮机的运行状态，提高机械性能和可靠性。
1.2 转子动态平衡的作用转子动态平衡的主要作用是：1）减少振动和噪音：通过平衡转子，可以有效降低振动和噪音水平，提高汽轮机的运行平稳性和舒适性。
2）提高机械性能：平衡后的转子可以减少机械损耗，提高汽轮机的效率和输出功率。
3）延长使用寿命：平衡转子可以减少机械应力和疲劳，延长汽轮机的使用寿命。
2. 转子动态平衡的流程和步骤2.1 转子动态平衡的流程转子动态平衡的一般流程包括以下几个步骤：1）准备：收集相关参数，确定平衡方案和工具。
2）测量：使用动态平衡仪等设备，测量转子不平衡量和相位。
3）计算：根据测量结果，计算校正质量和位置。
4）校正：将校正质量精确地添加到转子上。
5）重新测量：平衡后，进行二次测量以验证平衡效果。
6）记录：记录平衡前后的参数，并生成平衡报告。
2.2 转子动态平衡的步骤下面是转子动态平衡的具体步骤：步骤1：准备工作1）仔细阅读汽轮机转子动态平衡说明书，了解平衡要求和操作规程。
2）检查平衡设备的完好性和准确性，确保它们能够满足平衡要求。
3）确保工作区域安全，避免人员和设备的伤害。
步骤2：测量不平衡量1）安装动态平衡仪，并按照仪器说明进行校准和调试。
2）启动汽轮机，并记录振动和噪音参数。
3）按照仪器操作要求，对转子进行测量，获取不平衡量和相位数据。
步骤3：计算校正质量1）根据测量数据，使用平衡计算软件计算校正质量和位置。
关于汽轮发电机动平衡调试及故障处理的分析
关于汽轮发电机动平衡调试及故障处理的分析质量不平衡导致发电机组运行中振动严重，现场调试环节发现，采用有效的现场动平衡技术，能够有效解决发电机振动过大的问题。
对发电机运行情况及转子运作状态进行及时了解，为解决发电机平时运行中的问题，技术人员采用动平衡调试的方法，全面了解发电机振动问题的影响因素，从而为改进抽汽式汽轮机提供技术参考。
1. 抽汽式汽轮发电机组概况1.1发电机组发电机组采用的是隐极型三相同步发电机组，型号为QF-25-1，额定负荷为25000KW，额定转速为3000r/min，运行频率为50HZ。
汽轮机端为顺时针方向，运行中冷却方式主要为封闭式循环通风冷却，机组内还加设空气冷却器来冷却空气[1]。
1.2汽轮机汽轮机为单杠、高压、可调压抽汽式汽轮机，型号为C25-8.83/0.981，额定负荷：25000KW，额定转速：3000r/min，运行时最大功率可达到30000KW[2]。
汽轮机转子临界转速为1805r/min，极数由一级单列调节级和十九级压力级组成。
下图为抽汽式汽轮发电机组示意图。
2. 抽汽式汽轮发电机运行中的故障轴承形式：某技术人员通过仔细检查抽汽式汽轮发电机运行状态，了解到1号汽轮发电机的轴承落在前台板上，而2号汽轮发电机的轴承直接与后气缸相连。
检测发动机功能的环节，技术人员使用DBA-2A型动平衡分析仪、便携式振动仪等设备，及时展开汽轮发电机振动故障监测。
严格按照《电力工业技术管理法规》来明确汽轮发电机组轴承振动标准，并在运行过程中对发电机振动故障处理流程进行了有效调整，但是机组振动标准一直未变。
检测中发现汽轮发电机振动故障的原因主要为以下几点：（1）平时工作中缺乏对螺栓状态的检查，长时间的运行导致连接螺栓松动；（2）基础台板与基础面基础不良：因二次灌浆操作不合理、基础台板垫铁过高，从而导致台板垫铁间距变大[3]。
在焊接环节，垫铁与台板之间的焊接不牢固，发电机运行环节，垫铁位置移动，从而降低了轴承座水平和轴向动刚度，在强度的振动过程中，轴承的动刚度再次降低，致使轴承座漏油。