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转子振动测量、计算基础及汽轮机组振动标准
时间:2020-05-25 13:33 点击次数:
转子振动测量、计算基础及汽轮机组振动标准
 
 
 
1. 常用的振动测量参数
常用的振动测量参数有振幅、振动速度(振速)、振动加速度。 对应单位表示为:mm、mm/s、mm/s²。 
 
振幅是表象,定义为在波动或振动中距离平衡位置或静止位置的最大位移。振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量,单位用米或厘米表示。它描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。系统振动中最大动态位移,称为振幅。 在下图中,位移y表示波的振幅。振动速度反映的是振动能量的大小,振动加速度则表征的是转子激振力的大小程度。
 
λ=wavelength,y=amplitude
 
2. 位移、速度、加速度三者的区别
位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言,位移的测量能够直接反映轴承/固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析汽轮机上滑动轴承的位移,可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。
 
表达上三者均为正弦曲线,分别有90度,180度的相位差。现场应用上,对于低速设备(转速小于1000rpm)来说,位移是最好的测量方法。而那些加速度很小,其位移较大的设备,一般采用折衷的方法,即采用速度测量,对于高速度或高频设备,有时尽管位移很小,速度也适中,但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。
 
3. 现场的一般选用原则
振动位移:与频率f无关,特别适合低频振动(<10Hz))选用,一般用于低转速机械的振动评定。
 
振动速度:速度V=Xω,与频率f成正比,通常推荐选用,一般用于中速转动机械(或中频振动(10~1000Hz))的振动评定。
 
振动加速度:A=Vω=Xω²,与频率f²成正比,特别适合高频振动选用,一般用于高速转动机械(或高频振动(>1000Hz))的振动评定。
 
其中:
 
工程上对于大多数机器来说,最佳诊断参数是速度(速度的有效值),因为它是反映诊断强度的理想参数,表征的是振动的能量;所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值作为判别参数。振幅相同的设备,它的振动状态可能不同,所以引入了振速。加速度是用的峰值,表征振动中冲击力的大小。
 
4. 振动速度与位移换算
 
 
 
其中:Sp-p为振动位移峰峰值,Vf:振动速度,A:振动幅值,f:振动频率,n:转子转速。
 
当f=50Hz时,振动速度与振动位移对应值见下表:
 
表1 振动速度与振动位移对应值
5. 汽轮机组轴承振动标准

 
 
图片来源:发电厂全能值班员技术交流与培训
(1) 附属机械轴承振动标准
表2 附属机械轴承振动标准
 
(2) 机组轴振动标准
国产200MW及以下机组,一般以测轴承为准,如测轴振动制造厂家无规定时,可参照下表执行。 
表3 大型汽轮发电机组轴振参考标准(双振幅,um)

 
 
(3) 轴承振动标准
表4 轴承振动标准(双振幅,mm)
 
(4) ISO-3945振动标准
表5 ISO-3945振动标准
 
(5) IEC振动标准
表6 国际电工委员会IEC振动标准(双振幅,um)
 
6. 我国现行的汽轮机振动标准规定
(1) 汽轮机转速在1500r/min时,振动双振幅50um以下为良好,70um以下为合格;汽轮机转速在3000r/min时,振动双振幅25um以下为良好,50um以下为合格。 
 
(2) 标准还规定新装机组的轴承振动不宜大于30um。
 
(3) 标准规定的数值,适用于额定转速和任何负荷稳定工况。
 
(4) 标准对轴承的垂直、水平、轴向三个方向的振动测量进行了规定。在进行振动测量时,每次测量的位置都应保持一致,否则将会带来很大的测量误差。 
 
(5) 在三个方向的任何一个方向的振动幅值超过了规定的数值,则认为该机组的振动状况是不合格的,应当采取措施来消除振动。
 
(6) 紧停措施还规定汽轮机运行中振动突然增加50um应立即打闸停机。同时还规定临界转速的振动最大不超过100um。
 
本文根据百度文库wlzslzs于2013年1月18日分享的《振动测量与计算》一文编辑而成。
 
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