ICS27040

K54.

中華人民共和國國家標準

GB/T36043—2018

大型汽輪發電機組軸系動力

特性技術規范

Specificationoflarge-scalesteamturbine-generatorshafting

dynamiccharacteristics

2018-03-15發布2018-10-01實施

中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局發布

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

規范性引用文件

2…………………………1

術語和定義

3………………1

設計原則

4…………………2

設計要求

5…………………2

分析對象

6…………………2

分析模型

7…………………3

計算方法

8…………………4

設計細則

9…………………4

設計流程及要求

10…………………………7

附錄規范性附錄軸承座的模型簡化

A()………………10

附錄規范性附錄不平衡響應計算與評價

B()…………11

附錄規范性附錄Q因子計算與評價

C()………………12

附錄規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電機組軸系動力特性設計基本流程

E()………………15

GB/T36043—2018

前言

本標準按照給出的規則起草

GB/T1.1—2009。

本標準由中國電器工業協會提出

。

本標準由全國汽輪機標準化技術委員會歸口

(SAC/TC172)。

本標準起草單位上海發電設備成套設計研究院有限責任公司哈爾濱汽輪機廠有限責任公司上

:、、

海電氣電站設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

隨著我國電力設備制造業的發展為進一步落實節能減排節水環保的能源政策以及滿足電廠用

,、,

戶的多種需求研制開發多種形式的大功率高參數汽輪發電機組已是當務之急軸系是大型汽輪發電

,。

機組的關鍵部套之一其動力特性的優劣直接影響新型大容量機組的設計技術水平和運行效果

,。

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

,,;

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變化范圍大波動頻繁影響軸

,、,

承標高及軸系振動穩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構上述影響

;,

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

,,

擴展

。

隨著機組容量的提高轉子數也相應增加支撐汽輪發電機組的框架式基礎結構也更為龐大鑒于

,,,

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

,,

設計部門早前提出的動力機器基礎設計規范的使用范圍有可能受到限制依照我國的現行體制機

《》。,

組與基礎的設計分屬設備制造和電力兩個行業進行機組與基礎在制造安裝后可能出現動力特性不夠

,

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過幾十年的實踐后無論是設備制造

,。,

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

,,,

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

,

匹配

。

隨著電力建設的發展機組所處的電網環境也日益復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納入軸

,

系動特性設計規范中

。

為使我國汽輪發電機組軸系設計技術能同步適應機組大型化及國際市場的開發需要從設計上使

,

軸系振動穩定性滿足大功率高參數機組長期安全穩定運行的要求依據技術發展狀況及相關設計規范

,

編寫本標準本標準可作為大型汽輪發電機組軸系動力特性設計的技術指導但不作為工程驗收的依

。,

據機組制造安裝動平衡運行及基礎設計施工均應符合有關技術條件本標準不涉及電網但需考

。、、、、。

慮來自電網的擾動激勵

。

Ⅱ

GB/T36043—2018

大型汽輪發電機組軸系動力

特性技術規范

1范圍

本標準規定了大型汽輪發電機組軸系動力特性的設計要求設計項目內容計算方法設計判據模

、、、、

型簡化邊界參數確定及設計流程等

、。

本標準適用于定轉速的等級及以上的大功率汽輪發電機組其他容量或不同電站汽輪機

300MW,

也可參考使用

。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應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監測詞匯

GB/T2298、

3術語和定義

界定的以及下列術語和定義適用于本文件為了便于使用以下重復列出了

GB/T2298。,GB/T2298

中的某些術語和定義

。

31

.

支承動剛度supportdynamicstiffness

支承系統中某點的力與該點或另一點位移的復數比

,。

32

.

阻尼臨界轉速dampingcriticalspeed

旋轉頻率與軸系有阻尼彎曲振動固有頻率相等時對應的轉速

。

33

.

實際臨界轉速realcriticalspeed

軸系特征點的強迫振動振幅達到最大峰值時的轉速

。

34

.

失穩轉速stabilitythresholdspeed

失穩門檻值

軸頸開始偏離穩定運動時的轉速

。

35

.

對數衰減率logarithmicdecrement

單自由度系統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

,。

定義

[GB/T2298—2010,3.97]

36

.

不平衡響應unbalanceresponse

轉子質量中心對旋轉軸中心的偏離引起的慣性載荷由不平衡力激起的轉子支承系統的振動輸

———

1

GB/T36043—2018

出量

。

37

.

扭振頻率torsionalvibrationfrequency

軸系扭轉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速不計阻尼條件下多

,,,

質量系統自由扭轉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Sommerfeldnumber

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

,、、。

310

.

Q因子Qfactor

評價共振轉速響應峰值靈敏度的無因次量綱

。

4設計原則

軸系動力特性設計的基本原則是

:

合理性原理上相對較合理有一定的工程應用實踐基礎

———:,;

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

———:、,;

實際應用性工程應用較方便不易出差錯

———:,。

5設計要求

51在可能的運行轉速范圍內汽輪發電機組軸系強迫振動響應值應控制在動靜部件徑向間隙許可范

.,

圍內并盡可能小確保維持動靜部件的運轉間隙并使轉子傳給軸承的動態激振力也盡可能小軸系

,,,。

臨界轉速應避開工作轉速一定范圍關鍵考核點的不平衡響應幅值應小于許可值

,。

52在運行轉速范圍內及多種設計運行負荷條件下轉子及軸承系統不應出現軸承油膜振蕩或蒸汽激

.,

勵引起的自激失穩振動

。

53系統動力特性應對制造安裝誤差及運行工況變化在一定區間內不敏感轉子軸承與軸承座及基

.。、

礎的動力特性匹配良好使軸系臨界轉速對支承剛度變化不敏感軸承支承位置設計合理使軸承負荷

,;,

對軸承標高變化不敏感軸承阻尼特性良好使系統振動響應對不平衡變化不敏