PDF《大型汽轮机轴系安装计算分析》

第17卷增刊 2004年8月振动工程学报Journal of Vibration Engineering V01.

17 No.S Aug.2004 大型汽轮机轴系安装计算分析 何阿平 葛庆李德华 (上海汽轮机有限公司 上海,200240) 摘要通过对大型汽轮机轴系的静、动特性实例计算,分析了轴系中各相关元件对机组振动性能的影响,提出了 各元件的最佳设计型式和设计参数的量化概念,对大型机组轴系的优化设计、合理安装提供了理论依据,经过对多 台机组现场运行情况实测与计算比较,证明了计算的可靠性. 关键词:涡动频率;

稳定性;

轴系 中图分类号:TK26 机组的结构一旦确定之后,它的固有特性已基 本确定,但机组的安装方法、安装精度以及真空的变 化,汽缸的热胀及基础的不均匀下降等等因素对轴 承的标高值的影响,都会引起轴承负荷变化,使得机 组的动力特性产生变化,从而改变轴系的振动性能, 如轴系的不平衡响应峰值及轴系的稳定性能等.

1 安装扬度曲线不同时,轴系性能的 变化 对于轴系的安装扬度曲线的计算,查阅了国内 外有关资料,大致有两种计算方法: 对于任何一台机组轴系,求解其轴系中各支点 的标高,实际上是求解一个连续梁的超静定问题.求 解的方法均是给出补充方程.补充方程有两种假定 方法:一种是假设轴承处弯矩为零.根据这一假设求 出轴系中各轴承的标高以及各转子间联轴器的张口 和错位进行轴系安装;

另一种是假定各转子之间联 轴器处的弯矩和剪力为零,求解轴系中各轴承的标 高进行轴系安装.在国内,采用上述两种假设方法计 算安装扬度曲线的机组都有.如引进型300 Mw机组、吴泾600 MW机组、西屋公司生产的利港350 MW机组等,都是采用假设轴承处弯矩为零计算轴 承标高的,而超临界600 MW机组、三菱重工生产 的福州、大连、宝钢350 Mw机组均是采用联轴器 弯矩为零这一假设条件进行计算的.两种不同的假 设方法,其轴承标高及载荷是不同的.从实际运行的 机组来看,无论采用哪一种假设计算出的安装扬度 曲线进行安装,机组都能长期平稳地运行,那么,对 于一台机组,如何安装,才能使机组达到良好的特性 呢?以某台600 Mw机组为例,采用两种条件对安 装扬度曲线进行了计算. 根据600 MW机组轴系的实际结构模化出的 轴段数据,应用轴系静态计算程序,分别对两种不同 的假设条件下(为清楚起见,在下文中称假设轴承处 弯矩为零的假设条件为 XW方法 ,而称假设联轴 器处弯矩为零的假设条件为 ABB方法 )轴系的安 装扬度曲线进行了计算,并将两种安装扬度曲线绘 制如图1所示.从图中可以看到,采用 XW方法 计 算的安装扬度曲线较陡,#11轴承标高明显比采用 ABB方法 偏高.两种扬度曲线中各轴承的标高和 载荷分别列在表1,表2之中.

5 10

15 20

25 30

35 40

45 50 m BROl BRG2 BRG3 BRG4 BRG5 BRG6 BRG7 BRG8 BRG9 BRGl0 BRGl

1 图1二种假设条件下,轴系的安装扬度曲线 表1轴承标离计算结果(mm) 计算方法 轴承号

4 7

8 9

10 1 l 0.53 3.017 4.126 18.62 28.91 0.04 0.775 1.925 10.99

1 9.58 XW方法 7.614 3.477 2.463 0.368 ABB方法4.996 2.303 1.58 0.249 收稿日期:2004―04―20 ― 万方数据

232 振动工程学报第17卷表2 两种扬度曲线时各轴承载荷计算结果(N) 计算方法 轴承号 XW方法 84.7 84.9 105.3 107.9 316.5 ABB方法82.0 95.1 95.0 110.5 305.7 333.2 333.1 322.7 318.4 333.9 55.6 358.3 332.5 242.0 398.7 316.5 59.9 从表1和表2中,同样可以看到,当采用XW 方式进行安装时,各轴承的载荷分配比较均匀,而采 用ABB方式进行安装时,#8轴承承载明显偏低, 而#9轴承承载则偏高,对这一台机组而言,采用 XW方式进行安装是较为合理的.