某台300MW汽轮发电机组异常振动分析及研究

某亚临界300MW机组自投产以来出现高中压转子振动爬升现象,前后累计进行动平衡6次,每次动平衡后振动均下降到合格范围。检修分析表明,振动爬升是由高中压转子热弯曲变形引起的。2016年11月12日该机启动带负荷过程中,高中压转子振动再次超标停机。现场数据分析及研究,认为高中压转子故障状态已经发生变化,由弯曲变形转变为转子裂纹缺陷。2016年12月11日揭缸检查,发现高中压转子中部凹槽处出现圆周裂纹,其长度接近圆周长度的70%,裂纹深度约120mm~180mm。裂纹缺陷是此次振动超限的根本原因。     

汽轮发电机组高中压转子多因素耦合振动故障的研究

统计分析了10年来30台次的大型汽轮发电机组高中压转子振动故障的实例,对大型机组高中压转子振动故障进行了占比统计,同时分析了引起机组高中压转子振动故障的主要原因,进一步论证了大型机组高中压转子多因素耦合振动故障发生的特征,结合工程实例论证高中压转子多因素耦合振动的处理方法,为大型汽轮机高中压转子多因素耦合振动处理积累经验。     

超临界空冷660MW汽轮机组不稳定振动原因分析与处理

针对某厂一台超临界空冷660MW汽轮机组高中压转子过临界振动逐渐爬升的问题,详细介绍了振动特征,确定了造成振动异常的原因是转子存在较大残余内应力,应力释放使得高中压转子发生永久性弯曲,对转子采取切削加工和高速动平衡的处理方案,消除了转子弯曲和异常振动。     

300MW汽轮机高中压转子振动分析诊断及处理

针对某电厂一台300MW汽轮发电机组进行刷式汽封改造后,机组在启动过程中高中压转子多次因一阶临界转速振动超标,机组无法定速的振动故障,描述和研究了高中压转子振动特性,分析了该机组高中压转子的振动原因,制定了保证高中压转子安全的前提下进行振动磨合的运行方案,在摩擦故障消除后,通过对高中压转子进行现场动平衡,消除了振动故障,保证了机组的安全稳定运行。     

某电厂600MW机组差胀、振动故障诊断及处理

某电厂600MW机组存在临界转速下高中压转子相对轴振过大、工作转速下高中压转子相对轴振偏高问题以及高中压缸胀差变化问题。通过分析实测振动数据,诊断高中压转子临界转速及工作转速下相对轴振偏大原因为转子存在严重的一阶质量不平衡,采用现场高速动平衡技术,使机组振动达到优良水平。此外,诊断高中压缸胀差变化的原因是传感器失效所致,现场检查验证了故障诊断的正确性。     

燃气轮机转子裂纹故障分析与诊断

振动监测和诊断是及时诊断旋转机械故障的手段之一,其中的频谱分析能有效地诊断出转子裂纹。介绍了某燃气轮机转子裂纹的振动现象、处理过程以及故障诊断。转子裂纹的振动有以下特征:裂纹转子具有刚度不对称的特点,运行中存在二倍频振动,在启停机经过转子临界转速一半时存在二倍频共振峰;随着裂纹的发展,二倍频共振峰值有增大趋势;联轴器瓢偏以及低速盘车时转子晃度也会增大。根据转子的振动特征判断该转子存在裂纹且仍在发展,检查结果验证了故障诊断的正确性,为转子裂纹的故障分析与诊断提供参考。     

国产600MW汽轮机高中压转子第三平面动平衡技术的应用分析

针对国产600MW等级汽轮发电机组的高中压转子运行一段时间后易发生塑性弯曲变形问题,结合现场振动处理案例,提出高中压转子第三平面现场动平衡方法,实现抑制或阻断转子逐渐弯曲,使机组振动持续保持优良状态。     

国产600MW汽轮机高中压转子弯曲的动平衡策略

基于转子弯曲振动的加重响应模型,对国产600 MW高中压转子弯曲振动的加重方法和响应特征进行分析,继而总结出该转子弯曲振动的现场动平衡补偿策略,为类似振动故障的处理提供参考。     

轴系对中偏差对单支撑轴系振动的影响

建立了单支撑轴系动力特性分析有限元模型,研究轴系对中偏差对单支撑轴系振动的影响.结果表明:轴系对中偏差会改变中间轴承载荷和油膜刚性,对振动传递特性产生影响;单支撑轴系出现的振动不完全表现在不平衡转子所在跨内;在轴系对中偏差情况下,低压转子不平衡量会在相邻高中压转子上激发起较大振动.     

供热工况下的汽轮机振动长周期预测与分析

以某350 MW供热机组高中压转子为研究对象,对K近邻法、随机梯度下降法、支持向量回归法和随机森林法等汽轮机高中压转子振动预测算法进行了可行性分析,并对机组首个供热期1,2号瓦轴振进行了预测。结果表明：K近邻算法、高斯径向基函数支持向量回归及随机森林算法可用于汽轮机高中压转子振动预测;在供热期振动预测中,K近邻算法易受目标参数大幅变化影响,导致预测结果偏差明显;特征参数越限极易引发支持向量回归算法精度偏差;随机森林算法具有最优的泛化能力,其在稳定工况振动预测中具有较高精度;预测结果揭示了该机组高中压转子振动水平在供热季期间不断恶化,1号瓦振幅增大20%,2号瓦振幅降低5%。     

弯曲转子振动特性分析及处理

文章描述了某亚临界汽轮机组高中压转子弯曲发展过程,结合运行参数,分析了转子弯曲的原因是由于热应力造成的,归纳了热应力造成的弯曲转子振动特性,介绍了弯曲转子的处理措施和效果,对后续机组运行监视、转子弯曲原因分析、弯曲转子处理具有一定的借鉴意义。     

国产300MW机组振动问题分析及治理

国内三大动力集团公司生产的300MW机组在运行过程中存在一些较为普遍的振动问题,如过发电机/励磁机临界区域振动大、4号轴承振动偏大、大负荷下高中压转子轴承突发性振动等,严重影响机组的安全可靠运行。阐述了国产300MW机组的振动特征,分析振动原因,并总结处理过程,给出现场振动治理的措施。     

联合循环汽轮机高中压转子锻件的国产化研究

在引进、消化、吸收美国联合循环汽轮机高中压转子材料的基础上,针对国内大型转子锻件的实际生产情况进一步创新,采取3项技改措施,首次在国内研制出满足美国材料的要求并高于进口水平的联合循环汽轮机高中压转子锻件.对联合循环汽轮机高中压转子锻件成功国产化,不仅填补了国内空白,缩短转子锻件采购周期,降低机组的制造成本,同时也推动了燃气-蒸汽联合循环机组的国产化进程.     

柔性支撑下汽轮机组振动响应特性分析

为解决汽轮机组低压缸轴承振动大的问题,对低压转子振动响应特性进行了研究。基于转子动力学理论建立了转子-轴承支撑系统有限元分析模型,考虑支撑刚度对转子系统振动的影响,计算了不同支撑刚度下转子轴承振动、轴振和绝对轴振响应特性。研究表明:不同支撑刚度下转子不平衡振动响应差异较大,柔性支撑下,轴承振动较大,轴振较小;转子绝对轴振能够较为真实的反映实际振动情况,3 000 r/min工作转速时,柔性支撑下轴承振动对转子不平衡力变化较为敏感;现场可通过精细动平衡降低轴承振动。     

600MW超临界汽轮机调峰运行过程中高中压转子疲劳寿命分析

通过对某600MW超临界汽轮机高中压转子全尺寸有限元建模,根据机组实际工况的运行数据进行变工况热力计算得到准确的热力边界条件,求解不同变工况下高中压转子内部实时的温度场和应力场。计算结果表明高中压转子调节级、中压缸第一级的叶轮根部为整段转子的应力集中点。该型机组采用中压缸启动方式,冲转参数、切缸操作不当会导致调节级、中压缸第一级产生较大的寿命消耗。蒸汽温度变化的幅度和速率直接影响转子应力集中点的应力峰值大小,但是在一定范围内的温度变化对转子寿命的影响较小,在实际运行中是可以允许的。     

Lessons from Rotor 37

INTanDUCTIONhi1992theturbomachinerycommittee0ftheIoter-nationalGasTurbineInstitute(IGTI)decidedtosetuPatestcaseforCFDcalculations.Aftersomedebateitwasdecidedthatthetestcasesh0uldbecalculated'blind',i.e.thattheexperimentalresultssh0uldn0tbemadeawilableulltilafterthesolutionshadbeensubndtted.NASA(LewisResearchCenter)offeredasuitabletestca-seintheformofahighlyloadedtransoniccompressorrot0rwhichwasthenbeingtestedwitheXtensiveuseoflaseranemometrytomeasuretheiliternalflow.Themeasurementsw…     

带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验研究

在燃气轮机高压涡轮叶片上安装缘板阻尼结构可以有效降低叶片振动应力,为了掌握叶片振动特性,进而指导阻尼结构设计,以某船用燃气轮机高压涡轮转子为研究对象,开展带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验。设计了缘板阻尼结构形式,开发了雾化油滴喷液激振试验系统;同时,模拟常温环境下的叶片工作载荷,结合试验数据分析获取叶片安装阻尼器前后的动应力变化情况。试验结果表明：所设计的试验系统能够很好地模拟叶片弯曲和扭转共振状态;无阻尼激振试验获取的叶片模态参数与理论计算值相当,试验结果验证了理论计算方法的准确性;安装缘板阻尼器后叶片弯曲振动应力下降明显,存在最优阻尼参数使减振效果最佳;根据叶片幅频响应曲线可以看出,缘板阻尼器使叶片非线性力学特征增强,出现叶片振动能量相互传递的现象。     

尾流激振对转子叶片振动应力影响试验研究

利用一台单级风扇试验件,通过对零级导叶尾流参数和转子叶片振动应力的测量,研究了尾流激振强度及叶片振动应力的变化特性,分析了零导安装角和零导与转子之间的轴向间距对转子叶片振动应力的影响。试验结果表明:等转速线上随工况点向失速边界移动时,零导总压损失系数急剧上升,转子叶片振动应力不断增大;打开零导安装角或减小零导与转子之间的轴向间距均能增大下游转子叶片的振动应力。     

基于寿命分析的600MW超临界汽轮机优化运行方式研究

采用汽轮机变工况热力计算,利用有限元方法计算某型600MW超临界机组汽轮机高中压转子在不同工况下的温度场和应力场,并得到转子应力集中部位的载荷谱,然后对不同工况进行转子疲劳寿命分析。在掌握转子疲劳寿命消耗规律之后,对该型机组的汽轮机运行方式进行优化控制,通过寿命分析得出运行优化后可以满足机组的安全性和经济性,同时也能快速响应电网的调度需求。     

Effect of rotational speed on unstable characteristics of lobe hydrogen circulating pump in fuel cell system

The hydrogen circulating pump is an essential component of hydrogen fuel cell systems. It plays a vital role in improving hydrogen utilization efficiency and optimizing hydrothermal control capabilities. Due to its compact design, high efficiency, and outstanding low-temperature adaption performance, the lobe hydrogen circulating pump has excellent potential for hydrogen recirculation in fuel cell vehicles (FCVs). This paper investigated the internal flow characteristics of a lobe hydrogen pump for FCV under different rotational speeds by experiments and computational fluid dynamics (CFD). Moreover, the lobe rotor domain was calculated using the dynamic mesh method. The effects of different rotating speeds on transient pressure pulsation, exhaust flow rate, external noise, and vibration were studied. The result reveals that the volumetric efficiency improves with the increased lobe rotor speed when the pressure ratio remains constant. The vibration acceleration level (VAL) and the external noise also increase. The vibration is most significant at the pump casing outlet and tends to decrease as the frequency increases. The sound pressure level spectrum has a discrete character in the low-frequency band, with peaks mainly concentrated at the rotating fundamental frequency and harmonics. The middle and high frequency bands have prominent broadband characteristics, and the energy is relatively concentrated.