一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法与流程

1.本发明属于挠性转子技术领域，具体涉及一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法。


背景技术：

2.随着国家“双碳”政策的逐步落地，以燃煤为主的火力发电厂的主要转型方向之一即为进行供热、提效、增容改造，这些方面对诸如给水泵汽轮机等的关键辅机的要求就会越来越高。
3.另一方面，随着给水泵汽轮机的发展，其转速、效率等都逐渐增高，随之其加工、安装精度要求越来越高，通流间隙值越来越小。这些都要求其在运行过程中要有良好的振动特性，特别是由动不平衡引起的工频振动要尽可能小。这就要求转子的平衡精度提高，但给水泵汽轮机的零件在制造过程中不可避免会因材料不均匀、形状不对称和加工装配误差而导致重心偏离旋转中心，使转子产生不正常振动现象，造成机组运行不平稳。因此转子在出厂前必须进行平衡，采取有效的措施调整转子的质量分布，使得转子轴颈的振动和轴承的动反力限制在许可范围之内，以提高设备运行的安全性和使用寿命。
4.例如专利“汽轮发电机组转子原始质量不平衡故障实时诊断方法(公开号：cn101738293a)”是通过采集汽轮机组转子轴振动信号，对其进行计算、分析、判断，然后实时计算储存转子两侧轴相对振动工频振动幅值和相位，并与振动幅值阈值相比较，判断是否属于原始质量不平衡。此种方法存在的问题是需要额外的一套设备长期监视转子的运行状态，并且需要储存、处理海量数据；另外，其对何种原因引起的原始质量不平衡无法做出判断，也就没办法提出解决方案。
5.而检修转子的情况就更为特殊，如果在检修期间发现转子出现质量问题，例如出现的叶片及围带损坏情况，就需要既能完成转子的检修工作，还要满足电厂机组检修工期要求，否则就会对电厂的对外供热、供电产生重大影响。
6.现在针对汽轮机转子出现动不平衡的策略主要分两种：一种是请专业技术队伍自带设备来电厂进行现场动平衡，技术队伍一般来自电科院或专业公司；另一种是将转子整体返回原生产厂家进行检修及动平衡。但是这两种方法都存在各自的较大的问题：第一种方法不但要在修理前耗费较多时间来与外部相关人员联系、沟通，修理过程还会花费较多费用；第二种方法不但返厂修理费用高昂，还会因转子返厂和往返运输而耗费大量时间，但是一般电厂检修时间是跟电网协商好后，提前严格限定的，所以上述两种方法都存在问题。


技术实现要素：

7.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法，可以在绝大多数情形下，将待检修挠性转子的动不平衡问题直接在现场解决，避免了现在普遍的转子出现动不平衡即做现场动平衡或进行返厂检修动平衡的做法，省去了大量的费用和时间。
8.本发明采用如下的技术方案：
9.一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法，所述方法包括以下步骤：
10.步骤1：查找挠性转子的详细信息；
11.步骤2：当挠性转子的详细信息已知时，采用方法a按照已知的信息进行修正处理；当挠性转子的详细信息未知时，对挠性转子的状态参数进行记录；
12.步骤3：查看挠性转子的状态参数的记录，当挠性转子发生振动现象时，判断振动类型：当挠性转子发生振幅突增现象时，采用方法b对校正平面的加重块的相位及重量进行调整；当挠性转子发生振幅逐渐增加的现象时，则采用方法c校正动平衡块或方法d对校准平面进行质量校正处理。
13.作为本发明的一种优选实施例方式，所述步骤3中，当挠性转子轴发生振幅逐渐增加的现象时，若振动的原因是动平衡块发生位移时，采用方法c处理。
14.作为本发明的一种优选实施例方式，若振动的原因是挠性转子内部质量分布不均时，则采用方法d处理。
15.作为本发明的一种优选实施例方式，所述步骤2中，记录的挠性转子的状态参数包括：对挠性转子的总的不平衡量、相位以及振动情况。
16.作为本发明的一种优选实施例方式，通过记录挠性转子上的第一级叶轮、第四级叶轮以及第七级叶轮来记录挠性转子的状态参数。
17.作为本发明的一种优选实施例方式，所述第一级叶轮、第四级叶轮以及第七级叶轮为校正平面。
18.作为本发明的一种优选实施例方式，所述方法a包括：
19.在挠性转子更换叶片、围带，或者由于强烈动静碰摩导致的加重块发生脱落、位移时：
20.(1)一方面保证不同位置的新叶片、围带等零部件的质量与原叶片、围带保持一致；
21.(2)另一方面将加重块按照原来的质量、位置重新调整。
22.作为本发明的一种优选实施例方式，所述方法b包括：
23.(1)检修挠性转子返厂后，首先应用低速动平衡机在试验转速下测量其目前第一级叶轮及第七级叶轮校正平面的振动高点相位及残余不平衡质量；
24.(2)完成挠性转子叶片更换、围带安装、整体探伤的检修工作；
25.(3)根据步骤(1)测得的结果，对检修后的挠性转子再次进行试验转速动平衡，其中第四级叶轮校正平面保持原状，调整第一级叶轮及第七级叶轮校正平面的加重块的相位及重量，使得第一级叶轮及第七级叶轮校正平面的振动高点相位及残余不平衡质量与步骤(1)测得的一致。
26.作为本发明的一种优选实施例方式，所述步骤(1)的试验转速为450rpm。
27.作为本发明的一种优选实施例方式，所述方法c包括：
28.查看挠性转子的状态参数的记录，记录第一级叶轮、第四级叶轮以及第七级叶轮振动良好时的位置，并将动平衡块移动到该位置。
29.作为本发明的一种优选实施例方式，所述方法d包括：
30.将测点1、2的位置平面定为检测平面c1与c2，将现场动平衡用配重槽a、配重槽b所
处平面定为校准平面c3与c4，并进行以下步骤的操作，从而通过影响系数法来进行第二次试加重，直接完成转子的动平衡工作：
31.(1)记录挠性转子停机检修前最后一次、且振动大时的2个检测平面c1与c2的振动不平衡质量的矢量信息c
10
与c
20
；
32.(2)在现场动平衡用配重槽a所处校准平面c3上进行试配重q1，记录此时2个检测平面c1与c2的振动不平衡质量的矢量信息c
11
与c
21
；
33.(3)去掉校准平面c3上进行试配重，同时在现场动平衡用配重槽b所处校准平面c4上进行试配重q2，记录此时2个检测平面c1与c2的振动不平衡质量的矢量信息c
12
与c
22
；
34.(4)此时就可以得出了在校准平面c3加重q1对检测平面c1与c2的影响系数α
11
、α
12
以及校准平面c4加重q2对检测平面c1与c2的影响系数α
21
、α
22
，则校准平面c3与c4分别需要的校正质量为q
10
和q
20
。
35.作为本发明的一种优选实施例方式，所述α
11
、α
12
、α
21
以及α
22
的计算公式为：
[0036][0037]
作为本发明的一种优选实施例方式，所述q
10
和q
20
的计算公式为：
[0038][0039]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0040]
本发明通过针对挠性转子不同的情况，提出了一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法，避免了现在普遍的挠性转子出现动不平衡即做现场动平衡或进行返厂检修动平衡的做法，该方法简单、经济，有很好的应用前景。
[0041]
(1)当已知转子详细信息时，可以直接通过更换与原转子相同的零部件或按照原来的质量、位置重新调整加重块，即可保证转子的振动情况与检修前一致，而不必进行低速及高速动平衡。
[0042]
(2)当未知转子详细信息时，可以定期采集转子状态参数信息，当转子发生振幅突增情况时，通过方法b来完成用低速动平衡替代高速动平衡的方法。
[0043]
(3)当未知转子详细信息时，可以定期采集转子状态参数信息，如果发现平衡块出现问题，则按照方法c，将各校正平面的动平衡块恢复到原始位置即可解决振幅大问题。
[0044]
(4)当未知转子详细信息时，可以定期采集转子状态参数信息，如果发现转子振幅大是由于转子长期运行原因引起的，那么通过方法d，采用影响系数法来进行第二次试加重，直接完成转子的动平衡工作。
附图说明
[0045]
图1是本发明的一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法的流程图；
[0046]
图2是典型给水泵汽轮机转子结构及校正平面示意图；
[0047]
图中：
[0048]
1-第一级叶轮；
[0049]
2-第四级叶轮；
[0050]
3-第七级叶轮。
具体实施方式
[0051]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本技术所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0052]
目前汽轮机转子现场运行中遇到的振动大的问题，90％以上都属于动平衡问题。当确定待检修转子属于动不平衡问题后，可以将转子按如下的综合处理方法进行分析、处理，以最大限度的节约资金、时间。
[0053]
图1是本发明的一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法的流程图，图2是典型给水泵汽轮机转子结构及校正平面示意图。如图1和图2所示，本发明的一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法，所述方法包括以下步骤：
[0054]
步骤1：查找挠性转子的详细信息；
[0055]
步骤2：当挠性转子的详细信息已知时，采用方法a按照已知的信息进行修正处理；当挠性转子的详细信息未知时，对挠性转子的状态参数进行记录；
[0056]
步骤3：查看挠性转子的状态参数的记录，当挠性转子发生振动现象时，判断振动类型：当挠性转子发生振幅突增现象时，采用方法b对校正平面的加重块的相位及重量进行调整；当挠性转子发生振幅逐渐增加的现象时，则采用方法c校正动平衡块或方法d对校准平面进行质量校正处理。
[0057]
步骤3中，当挠性转子轴发生振幅逐渐增加的现象时，若振动的原因是动平衡块发生位移时，采用方法c处理；若振动的原因是挠性转子内部质量分布不均时，则采用方法d处理。
[0058]
步骤2中，记录的挠性转子的状态参数包括：对挠性转子的总的不平衡量、相位以及振动情况。
[0059]
通过记录挠性转子上的第一级叶轮1、第四级叶轮2以及第七级叶轮3来记录挠性转子的状态参数，第一级叶轮1、第四级叶轮2以及第七级叶轮3为校正平面。
[0060]
其中，转子状态参数记录表如下表1所示。
[0061]
表1转子状态参数记录表(额定转速)
[0062][0063]
当已知转子的详细信息时，采用方法a，方法a包括：
[0064]
在挠性转子更换叶片、围带，或者由于强烈动静碰摩导致的加重块发生脱落、位移时：
[0065]
(1)一方面保证不同位置的新叶片、围带等零部件的质量与原叶片、围带保持一致；
[0066]
(2)另一方面将加重块按照原来的质量、位置重新调整。
[0067]
当监测转子状态，转子发生振幅突增现象时，采用方法b，方法b包括：
[0068]
(1)检修挠性转子返厂后，首先应用低速动平衡机在试验转速下测量其目前第一级叶轮1及第七级叶轮3校正平面的振动高点相位及残余不平衡质量；
[0069]
(2)完成挠性转子叶片更换、围带安装、整体探伤的检修工作；
[0070]
(3)根据步骤(1)测得的结果，对检修后的挠性转子再次进行试验转速动平衡，其中第四级叶轮2校正平面保持原状，调整第一级叶轮1及第七级叶轮3校正平面的加重块的相位及重量，使得第一级叶轮1及第七级叶轮3校正平面的振动高点相位及残余不平衡质量与步骤(1)测得的一致。
[0071]
步骤(1)的试验转速为450rpm。
[0072]
当监测转子状态，转子发生振幅逐渐增加现象，且动平衡块发生位移时，采用方法c，方法c包括：
[0073]
查看挠性转子的状态参数的记录，记录第一级叶轮1、第四级叶轮2以及第七级叶轮3振动良好时的位置，并将动平衡块移动到该位置。
[0074]
当监测转子状态，转子发生振幅逐渐增加现象，且转子发生内部质量分布改变时，采用方法d，方法d包括：
[0075]
将测点1、2的位置平面定为检测平面c1与c2，将现场动平衡用配重槽a、配重槽b所处平面定为校准平面c3与c4，并进行以下步骤的操作，从而通过影响系数法来进行第二次试加重，直接完成转子的动平衡工作：
[0076]
(1)记录挠性转子停机检修前最后一次、且振动大时的2个检测平面c1与c2的振动不平衡质量的矢量信息c
10
与c
20
；
[0077]
(2)在现场动平衡用配重槽a所处校准平面c3上进行试配重q1，记录此时2个检测平面c1与c2的振动不平衡质量的矢量信息c
11
与c
21
；
[0078]
(3)去掉校准平面c3上进行试配重，同时在现场动平衡用配重槽b所处校准平面c4上进行试配重q2，记录此时2个检测平面c1与c2的振动不平衡质量的矢量信息c
12
与c
22
；
[0079]
(4)此时就可以得出了在校准平面c3加重q1对检测平面c1与c2的影响系数α
11
、α
12
以及校准平面c4加重q2对检测平面c1与c2的影响系数α
21
、α
22
，则校准平面c3与c4分别需要的校正质量为q
10
和q
20
。
[0080]
α
11
、α
12
、α
21
以及α
22
的计算公式为：
[0081][0082]q10
和q
20
的计算公式为：
[0083][0084]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0085]
本发明通过针对挠性转子不同的情况，提出了一种针对待检修挠性转子的动平衡综合处理方法，避免了现在普遍的挠性转子出现动不平衡即做现场动平衡或进行返厂检修动平衡的做法，该方法简单、经济，有很好的应用前景。
[0086]
(1)当已知转子详细信息时，可以直接通过更换与原转子相同的零部件或按照原来的质量、位置重新调整加重块，即可保证转子的振动情况与检修前一致，而不必进行低速及高速动平衡。
[0087]
(2)当未知转子详细信息时，可以定期采集转子状态参数信息，当转子发生振幅突增情况时，通过方法b来完成用低速动平衡替代高速动平衡的方法。
[0088]
(3)当未知转子详细信息时，可以定期采集转子状态参数信息，如果发现平衡块出现问题，则按照方法c，将各校正平面的动平衡块恢复到原始位置即可解决振幅大问题。
[0089]
(4)当未知转子详细信息时，可以定期采集转子状态参数信息，如果发现转子振幅大是由于转子长期运行原因引起的，那么通过方法d，采用影响系数法来进行第二次试加重，直接完成转子的动平衡工作。
[0090]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。