一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡方法和装置与流程

本技术属于动力机械工程，具体涉及一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡方法和装置。

背景技术：

1、近年来，柔性支撑汽轮发电机组在核电站开始广泛应用，由于机组整体投产时间短，现场动平衡次数少，柔性支撑汽轮发电机组现场动平衡的经验系数积累较少。另一方面，类似结构刚性支撑机组在国内已有多年应用，其现场动平衡经验技术有大量积累，如何将已有经验数据在成功应用到柔性支撑机组未来可能出现的动平衡问题上是当前需要解决的问题。

2、目前，柔性支撑汽轮发电机组转子动平衡常见处理方法主要是按照刚性机组的经验系数进行试加重，通过试加重来确定实际影响系数。这种方法所需工期较长，没能对刚性机组的经验系数进行充分利用。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡方法和装置，解决按照刚性机组的经验系数进行试加重，通过试加重来确定实际影响系数工期较长的问题。

2、实现本技术目的的技术方案：

3、本技术实施例提供的一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡方法，所述方法，包括：

4、步骤1：建立刚性支撑转子和柔性支撑转子的数学模型，在所述数学模型中模拟计算不同振型影响下刚性支撑转子和柔性支撑转子的动平衡响应系数，得到柔性支撑汽轮发电机组与刚性支撑之间动平衡响应系数的差别系数曲线；

5、步骤2：根据预先得到的过往刚性支撑转子的实际动平衡影响系数，通过所述差别系数曲线的校正，得到柔性支撑转子的动平衡影响系数；

6、步骤3：使用得到的动平衡影响系数，同时考虑振动数据中的振型影响，制定柔性支撑转子的动平衡方案。

7、可选的，所述步骤1，具体包括：

8、统计计算转子各个支撑轴承处的刚度阻尼系数矩阵，按轴承编号组成序列x(0)；

9、x(0)＝{x(0)(1),x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(11)}

10、通过建立各轴承油膜的数学模型，计算得到各轴承油膜的刚度阻尼矩阵x(1)；

11、x(1)＝{x(1)(1),x(1)(2),x(1)(3),…,x(1)(11)}

12、得到刚性支撑时的转子支撑动力学矩阵x(1)和柔性支撑时的动力学系数矩阵x(2)，x(2)＝x(0)+x(1)；

13、通过有限元法建立转子模型，在转子模型中加载支撑刚度阻尼系数，分别将x(1)及x(2)输入其中，计算不同转速下不同位置的动平衡响应系数和的曲线；

14、将同转速同位置加重时的和相除，即可得到差别系数的差别系数曲线；

15、可选的，所述步骤2，具体包括：

16、过往刚性支撑转子的实际动平衡影响系数在过往刚性支撑机组动平衡过程中积累的经验系数；

17、通过对比步骤1中所得的差别系数曲线，将相应的计算得到相对应转速及加重位置的柔性支撑机组响应系数

18、可选的，所述步骤3，具体包括：

19、基于轴系各转子的前后支撑轴承处的两个传感器所测得的振动数据利用公式可以分解得到转子的振动分矢量一阶振型分量二阶振型分量三阶振型分量

20、其中，

21、对计算转速工况位于转子的一、二阶临界转速之间运行时：

22、

23、式中：分别为一、二阶平衡配重；为柔性支撑下一阶配重对一阶振型的影响系数；为柔性支撑下二阶配重对二阶振型的影响系数；为柔性支撑下一阶配重对二阶振型的干扰影响系数；为柔性支撑下二阶配重一阶振型的干扰影响系数；

24、对计算转速工况位于转子的二、三阶临界转速之间运行时：

25、

26、式中：分别为二、三阶平衡配重；为二阶配重对二阶振型的影响系数；为三阶配重对三阶振型的影响系数；为二阶配重对三阶振型的干扰影响系数；为三阶配重二阶振型的干扰影响系数。

27、本技术实施例还提供了一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡装置，所述装置，包括：

28、曲线获取模块，用于建立刚性支撑转子和柔性支撑转子的数学模型，在所述数学模型中模拟计算不同振型影响下刚性支撑转子和柔性支撑转子的动平衡响应系数，得到柔性支撑汽轮发电机组与刚性支撑之间动平衡响应系数的差别系数曲线；

29、系数获取模块，用于根据预先得到的过往刚性支撑转子的实际动平衡影响系数，通过所述差别系数曲线的校正，得到柔性支撑转子的动平衡影响系数；

30、方案制定模块，用于使用得到的动平衡影响系数，同时考虑振动数据中的振型影响，制定柔性支撑转子的动平衡方案。

31、可选的，所述曲线获取模块，具体用于：

32、统计计算转子各个支撑轴承处的刚度阻尼系数矩阵，按轴承编号组成序列x(0)；

33、x(0)＝{x(0)(1),x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(11)}

34、通过建立各轴承油膜的数学模型，计算得到各轴承油膜的刚度阻尼矩阵x(1)；

35、x(1)＝{x(1)(1),x(1)(2),x(1)(3),…,x(1)(11)}

36、得到刚性支撑时的转子支撑动力学矩阵x(1)和柔性支撑时的动力学系数矩阵x(2)，x(2)＝x(0)+x(1)；

37、通过有限元法建立转子模型，在转子模型中加载支撑刚度阻尼系数，分别将x(1)及x(2)输入其中，计算不同转速下不同位置的动平衡响应系数和的曲线；

38、将同转速同位置加重时的和相除，即可得到差别系数的差别系数曲线；

39、可选的，所述系数获取模块，具体用于：

40、过往刚性支撑转子的实际动平衡影响系数在过往刚性支撑机组动平衡过程中积累的经验系数；

41、通过对比步骤1中所得的差别系数曲线，将相应的计算得到相对应转速及加重位置的柔性支撑机组响应系数

42、可选的，所述方案制定模块，具体用于：

43、基于轴系各转子的前后支撑轴承处的两个传感器所测得的振动数据利用公式可以分解得到转子的振动分矢量一阶振型分量二阶振型分量三阶振型分量

44、其中，

45、对计算转速工况位于转子的一、二阶临界转速之间运行时：

46、

47、式中：分别为一、二阶平衡配重；为柔性支撑下一阶配重对一阶振型的影响系数；为柔性支撑下二阶配重对二阶振型的影响系数；为柔性支撑下一阶配重对二阶振型的干扰影响系数；为柔性支撑下二阶配重一阶振型的干扰影响系数；

48、对计算转速工况位于转子的二、三阶临界转速之间运行时：

49、

50、式中：分别为二、三阶平衡配重；为二阶配重对二阶振型的影响系数；为三阶配重对三阶振型的影响系数；为二阶配重对三阶振型的干扰影响系数；为三阶配重二阶振型的干扰影响系数。

51、本技术的有益技术效果在于：

52、(1)本技术实施例提供的一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡方法和装置，在数学模型中模拟计算不同振型影响下刚性、柔性支撑转子的动平衡响应系数，求解得到柔性支撑与刚性支撑转子之间动平衡响应系数的差别系数曲线；

53、2)本技术实施例提供的一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡方法和装置，汇总过往刚性支撑转子的实际动平衡影响系数，通过不同振型差别系数的校正，得到柔性支撑转子的动平衡影响系数；

54、3)本技术实施例提供的一种柔性支撑汽轮发电机组的动平衡方法和装置，使用修正后得到的动平衡影响系数，结合转子振型参数，现场制定柔性支撑转子的动平衡方案。