GB/T 36043-2018大型汽輪發(fā)電機組軸系動力特性技術(shù)規(guī)范

ICS27040

K54.

中華人民共和國國家標準

GB/T36043—2018

大型汽輪發(fā)電機組軸系動力

特性技術(shù)規(guī)范

Specificationoflarge-scalesteamturbine-generatorshafting

dynamiccharacteristics

2018-03-15發(fā)布2018-10-01實施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布

中國國家標準化管理委員會

GB/T36043—2018

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語和定義

3………………1

設(shè)計原則

4…………………2

設(shè)計要求

5…………………2

分析對象

6…………………2

分析模型

7…………………3

計算方法

8…………………4

設(shè)計細則

9…………………4

設(shè)計流程及要求

10…………………………7

附錄規(guī)范性附錄軸承座的模型簡化

A()………………10

附錄規(guī)范性附錄不平衡響應(yīng)計算與評價

B()…………11

附錄規(guī)范性附錄Q因子計算與評價

C()………………12

附錄規(guī)范性附錄可接受的軸系扭振頻率評價準則

D()………………14

附錄資料性附錄大型汽輪發(fā)電機組軸系動力特性設(shè)計基本流程

E()………………15

GB/T36043—2018

前言

本標準按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本標準由中國電器工業(yè)協(xié)會提出

。

本標準由全國汽輪機標準化技術(shù)委員會歸口

(SAC/TC172)。

本標準起草單位上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公司哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司上

:、、

海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機廠東方電氣集團東方汽輪機有限公司

、。

本標準主要起草人孫慶李汪繁王秀瑾蔣俊劉書秀崔建國冀大偉高韶郭勇

:、、、、、、、、。

Ⅰ

GB/T36043—2018

引言

隨著我國電力設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展為進一步落實節(jié)能減排節(jié)水環(huán)保的能源政策以及滿足電廠用

,、,

戶的多種需求研制開發(fā)多種形式的大功率高參數(shù)汽輪發(fā)電機組已是當務(wù)之急軸系是大型汽輪發(fā)電

,。

機組的關(guān)鍵部套之一其動力特性的優(yōu)劣直接影響新型大容量機組的設(shè)計技術(shù)水平和運行效果

,。

對于大功率高參數(shù)汽輪機而言存在高中壓部分的間隙汽流力激勵效應(yīng)影響軸系振動的穩(wěn)定性

,,;

而采用空冷方式冷卻低壓排汽的汽輪機其排汽端的背壓及溫度等參數(shù)變化范圍大波動頻繁影響軸

,、,

承標高及軸系振動穩(wěn)定性等特性目前汽輪機部分采用軸承座與低壓汽缸連接或半連接結(jié)構(gòu)上述影響

;,

也會變得更為明顯因此大型汽輪發(fā)電機組軸系設(shè)計階段所考慮的因素及設(shè)計流程需要進行相應(yīng)的

,,

擴展

。

隨著機組容量的提高轉(zhuǎn)子數(shù)也相應(yīng)增加支撐汽輪發(fā)電機組的框架式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也更為龐大鑒于

,,,

機組軸系與汽輪機基礎(chǔ)之間動力特性的耦合加強對大功率機組基礎(chǔ)的支撐要求也在不斷提高故電力

,,

設(shè)計部門早前提出的動力機器基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的使用范圍有可能受到限制依照我國的現(xiàn)行體制機

《》。,

組與基礎(chǔ)的設(shè)計分屬設(shè)備制造和電力兩個行業(yè)進行機組與基礎(chǔ)在制造安裝后可能出現(xiàn)動力特性不夠

,

匹配的問題直接影響機組的正常投運和長期安全運行我國在經(jīng)過幾十年的實踐后無論是設(shè)備制造

,。,

部門還是電力設(shè)計部門都認為有必要將機組與基礎(chǔ)作為一個整體系統(tǒng)來考慮因此在設(shè)計階段需要

,,,

將機組與基礎(chǔ)作為一個系統(tǒng)來進行軸系振動特性的考核以保證大型機組與基礎(chǔ)的動力特性有良好的

,

匹配

。

隨著電力建設(shè)的發(fā)展機組所處的電網(wǎng)環(huán)境也日益復(fù)雜大功率機組將受到多種電磁激勵的沖擊

,,,

故針對具有較大扭振剪應(yīng)力的汽輪機軸系在某些特殊激勵工況下進行強度和安全性評估也應(yīng)納入軸

,

系動特性設(shè)計規(guī)范中

。

為使我國汽輪發(fā)電機組軸系設(shè)計技術(shù)能同步適應(yīng)機組大型化及國際市場的開發(fā)需要從設(shè)計上使

,

軸系振動穩(wěn)定性滿足大功率高參數(shù)機組長期安全穩(wěn)定運行的要求依據(jù)技術(shù)發(fā)展狀況及相關(guān)設(shè)計規(guī)范

,

編寫本標準本標準可作為大型汽輪發(fā)電機組軸系動力特性設(shè)計的技術(shù)指導(dǎo)但不作為工程驗收的依

。,

據(jù)機組制造安裝動平衡運行及基礎(chǔ)設(shè)計施工均應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)條件本標準不涉及電網(wǎng)但需考

。、、、、。

慮來自電網(wǎng)的擾動激勵

。

Ⅱ

GB/T36043—2018

大型汽輪發(fā)電機組軸系動力

特性技術(shù)規(guī)范

1范圍

本標準規(guī)定了大型汽輪發(fā)電機組軸系動力特性的設(shè)計要求設(shè)計項目內(nèi)容計算方法設(shè)計判據(jù)模

、、、、

型簡化邊界參數(shù)確定及設(shè)計流程等

、。

本標準適用于定轉(zhuǎn)速的等級及以上的大功率汽輪發(fā)電機組其他容量或不同電站汽輪機

300MW,

也可參考使用

。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本文

。,

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改單適用于本文件

。,()。

機械振動沖擊和狀態(tài)監(jiān)測詞匯

GB/T2298、

3術(shù)語和定義

界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件為了便于使用以下重復(fù)列出了

GB/T2298。,GB/T2298

中的某些術(shù)語和定義

。

31

.

支承動剛度supportdynamicstiffness

支承系統(tǒng)中某點的力與該點或另一點位移的復(fù)數(shù)比

,。

32

.

阻尼臨界轉(zhuǎn)速dampingcriticalspeed

旋轉(zhuǎn)頻率與軸系有阻尼彎曲振動固有頻率相等時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速

。

33

.

實際臨界轉(zhuǎn)速realcriticalspeed

軸系特征點的強迫振動振幅達到最大峰值時的轉(zhuǎn)速

。

34

.

失穩(wěn)轉(zhuǎn)速stabilitythresholdspeed

失穩(wěn)門檻值

軸頸開始偏離穩(wěn)定運動時的轉(zhuǎn)速

。

35

.

對數(shù)衰減率logarithmicdecrement

單自由度系統(tǒng)在阻尼固有頻率振動時任意兩個相繼的振動量最大值之比的自然對數(shù)

,。

定義

[GB/T2298—2010,3.97]

36

.

不平衡響應(yīng)unbalanceresponse

轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心對旋轉(zhuǎn)軸中心的偏離引起的慣性載荷由不平衡力激起的轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的振動輸

———

1

GB/T36043—2018

出量

。

37

.

扭振頻率torsionalvibrationfrequency

軸系扭轉(zhuǎn)振動時軸系特征點的強迫振動角位移振幅達到最大峰值時的轉(zhuǎn)速不計阻尼條件下多

,,,

質(zhì)量系統(tǒng)自由扭轉(zhuǎn)振動方程特征矩陣中的一系列特征值

。

38

.

兩相短路two-phaseshort-circuit

發(fā)電機出線端三相交流線路在故障點處兩相之間線對線突然短路

。

39

.

薩默菲爾德數(shù)Sommerfeldnumber

表示滑動軸承承載狀況的無量綱載荷系數(shù)與軸承的比壓間隙比工作轉(zhuǎn)速及潤滑油粘度相關(guān)

,、、。

310

.

Q因子Qfactor

評價共振轉(zhuǎn)速響應(yīng)峰值靈敏度的無因次量綱

。

4設(shè)計原則

軸系動力特性設(shè)計的基本原則是

:

合理性原理上相對較合理有一定的工程應(yīng)用實踐基礎(chǔ)

———:,;

偏安全性在實際與理論差別較大較難把握時盡量用偏安全的處理方法

———:、,;

實際應(yīng)用性工程應(yīng)用較方便不易出差錯

———:,。

5設(shè)計要求

51在可能的運行轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)汽輪發(fā)電機組軸系強迫振動響應(yīng)值應(yīng)控制在動靜部件徑向間隙許可范

.,

圍內(nèi)并盡可能小確保維持動靜部件的運轉(zhuǎn)間隙并使轉(zhuǎn)子傳給軸承的動態(tài)激振力也盡可能小軸系

,,,。

臨界轉(zhuǎn)速應(yīng)避開工作轉(zhuǎn)速一定范圍關(guān)鍵考核點的不平衡響應(yīng)幅值應(yīng)小于許可值

,。

52在運行轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)及多種設(shè)計運行負荷條件下轉(zhuǎn)子及軸承系統(tǒng)不應(yīng)出現(xiàn)軸承油膜振蕩或蒸汽激

.,

勵引起的自激失穩(wěn)振動

。

53系統(tǒng)動力特性應(yīng)對制造安裝誤差及運行工況變化在一定區(qū)間內(nèi)不敏感轉(zhuǎn)子軸承與軸承座及基

.。、

礎(chǔ)的動力特性匹配良好使軸系臨界轉(zhuǎn)速對支承剛度變化不敏感軸承支承位置設(shè)計合理使軸承負荷

,;,

對軸承標高變化不敏感軸承阻尼特性良好使系統(tǒng)振動響應(yīng)對不平衡變化不敏