[发明专利]一种汽轮发电机组轴系周期性波动振动的诊断方法

权利要求书

1.一种汽轮发电机组轴系周期性波动振动的诊断方法，包括四个步骤，步骤1，根据运行及振动测量数据进行振动初步分析；步骤2，对汽轮发电机组轴系进行受力分析；步骤3，画出轴系弯曲应变示意图；步骤4，引入胡克定律进行振动分析；

其特征在于：所述步骤1包括进回油温度方面分析振动原因，临界转速方面分析振动原因，空载定速后振动变化方面分析振动原因，轴振与瓦振变化方面分析振动原因；

所述步骤2，对汽轮发电机组轴系进行受力分析；

F7为7瓦的载荷，F8为8瓦的载荷，G4为发电机转子重量，设7瓦与8瓦间距为L，发电机靠背轮与7瓦间距离为L1,则在静止状态，必然有下式(1)、(2)成立；

F7+F8＝G4 (1)

F7＝F8＝1/2·G4 (2)

由上文分析可知，汽轮发电机组定速后8瓦载荷在逐渐变小，即F8在变小，此时LP2转子与发电机转子间将会形成内应力，以发电机转子为研究对象，则LP2转子通过联轴器向发电机转子施加了一个向下的f1应力，以LP2转子为研究对象则发电机转子给LP2转子施加了一个向上的应力f2，f1与f2是一对作用力与反作用力，即f1＝f2，以发电机为研究对象，则有下式(3)、(4)成立；

F7+F8＝G4+f1 (3)

8瓦运行负荷变小时，发电机转子与LP2转子间确实会有内应力产生，而8瓦负荷变小主要原因是8瓦轴颈扬度偏小太多导致，而8瓦的扬度由轴系的基准扬度6瓦的轴颈扬度所决定，由此可见汽轮发电机组的基准扬度偏差可造成机组运行后轴系间产生内应力；

所述步骤4，引入胡克定律进行振动分析；

设应变量为ε，轴系的弹性模量为E，弯曲应力为σ，则根据胡克定律则有式(5)成立；

σ＝E^ε (5)

在弹性限度内，轴系可看作是一个弹性振子，当f2保持不变的情况下，LP2转子的应变ε始终保持稳定，弯曲应力σ也保持稳定，此时整个轴系不会发生波动振动；当外界条件发生变化后，容易造成8瓦负荷F8发生改变，由(4)式可知，当F8增大时，内应力f1将变小，弹性振子的平衡状态会被打破，轴系将向应变量的反方向进行回弹，产生维绕新平衡位置的上下波动振动；根据轴系弯曲应变图，具体分析如下：

A、因6瓦接近LP2转子的最大应变量位置，故6瓦波动幅度较5瓦及8瓦要大；

B、LP2转子弯曲变形的支点是7瓦，故7瓦没有波动，但相位角将会出现反相变化；

C、当外界条件变化后，弹性振子平衡被打破后，波动振动将自动产生，可以解释波动自动产生的问题；

D、因振动总会受到阻尼作用，故波动振动可以自行衰减，直到消失并平衡于一个新的平衡位置；

E、在内应力的作用下LP2转子与发电机转子发生弯曲应变，也就是说LP2转子与发电机转子组成一个弹性振子，因此5、6、8瓦波动振动一定是同时出现，且同时消失；

F、因轴系的弯曲变形是以7瓦及LP2转子的近似中点为始点，当弹性振子的平衡被打破后6瓦的波动振幅始终与5、8瓦反相；

G、负荷变化时，平衡被打破的概率高，因此加减负荷时出现周期性波动振动的概率高。