论文总字数：26514字

摘 要

汽轮发电机组是否良好运行关系到整个电厂的效益，它是整个火电厂的核心组成之一。但由于汽轮机组本身具有复杂的结构和特殊的运行环境，汽轮发电机组的振动故障率较高，并且故障的危害性往往是很大的，振动故障造成的发电机组启停会给电厂带来巨大的经济损失。

不平衡是其中最常见的一项振动故障，它对汽轮发电机组造成的危害是较为普遍和严重的。由此我们可以看出，对汽轮发电机组转子动平衡技术进行试验研究、进行动平衡系统的研究开发是很有意义的。

本论文阐述了动平衡技术的转子动力学理论基础，讨论了典型转子的动力学分析模型，研究了不平衡振动的类型、机理、特征以及诊断方法。在对转子动平衡技术的常用平衡方法进行了深入分析比较之后，选择了最小二乘影响系数法，并在Visual C 6.0平台上完成了相应动平衡方法的软件开发。最后通过在转子试验台进行模拟试验，对该动平衡软件进行了试验验证，并对现场动平衡试验的结果进行了适当的理论分析。

关键词：汽轮发电机组，振动，动平衡，影响系数法

Abstract

As one of the core of the whole power plant, Good operation of turbine generator unit is related to the power plant efficiency. However, for the reason that the turbine itself has a complex structure and special operation environment, there is high rate of vibration fault of turbine generator, and the harmfulness of failure is often very large. What’s more, the start and stop caused by turbine vibration fault will cause serious economic losses. Furthermore, the imbalance is a common fault, and it does harm to the turbine generally and seriously. In conclusion, both experimental study on turbogenerator rotor dynamic balance technology and research and development of dynamic balance system are of great significance.

In this paper, we expounds the theoretical foundation of rotor dynamic balancing technology, discuss the dynamics analysis model of typical rotor, and study on the imbalance vibration type, mechanism, characteristics and diagnostic methods. On the basis of in-depth comparative analysis of the commonly used balance methods in rotor dynamic balancing technology, we choose the least squares influence coefficient method, and complete the corresponding software design on VisualC 6.0 platform. Finally, through the simulation experiment on a rotor test rig, we conduct example verification of the software and proper theoretical analysis of field dynamic balance test results.

Keywords: turbine-generator unit, vibration, dynamic balance, influence coefficient method

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 5

1.1转子不平衡振动故障的研究背景和意义： 5

1.2转子动平衡理论与技术的发展、现状及趋势 6

1.1.1 转子动平衡理论的发展、研究现状 6

1.1.2转子动平衡技术的发展与趋势 7

1.3论文所进行的工作 8

第二章 动平衡的转子动力学基础 9

2.1单圆盘转子的不平衡振动 9

2.2多圆盘转子不平衡振动 11

第三章 转子不平衡基本理论及其测量分析 14

3.1 转子不平衡基本理论 14

3.1.1不平衡的种类 14

3.1.2不平衡量的表示 15

3.1.3振动的评价标准 16

3.2不平衡振动的测量和分析 17

3.2.1常用振动参数的测量 17

3.2.2 振动的基本分析技术 19

第四章 转子动平衡方法研究 21

4.1 转子的分类—刚性转子和柔性转子 21

4.2刚性转子的动平衡 21

4.2.1刚性转子的动平衡原理 21

4.2.2刚性转子的动平衡方法 23

4.3 柔性转子的动平衡 26

4.3.1柔性转子的动平衡原理 26

4.3.2柔性转子的动平衡方法 27

4.3.2.1振型平衡法 27

4.3.2.2影响系数法 30

4.3.3柔性转子两种平衡方法的分析比较 31

第五章 动平衡软件开发和现场动平衡试验 33

5.1软件开发语言和平台 33

5.2 软件设计方案 33

5.2.1软件总体框架 33

5.2.2软件工作界面功能介绍 35

5.2.3动平衡软件算例验证 38

5.3 现场动平衡试验 40

5.3.1现场动平衡试验方案 40

5.3.2试验数据和图表分析 41

5.3.2.1单平面动平衡试验数据及分析 41

5.3.2.2双平面动平衡试验数据及分析 43

5.3.2.3 试验误差及软件缺陷分析 44

总结 45

致谢 46

参考文献 47

绪论

1.1转子不平衡振动故障的研究背景和意义：

汽轮发电机组可以说是整个火电厂的核心，整个电厂的经济效益都要看它能不能正常运行。而机组运行过程中我们会经常遇到振动故障，机组每次启停电厂都会遭受严重的经济损失，对于一个300MW机组，多启动一次造成大约30万元的直接经济损失，并且电厂机组的功率越大这项损失也会越大。可以看出，试验研究汽轮发电机组转子动平衡技术是一件非常有意义的工作。

随着汽轮发电机组的功率和效率的提高，转子变得越来越细长，转速也越来越高，转子的工作转速往往比最低临界转速还要高，这就是我们现在所说的柔性转子。相对于刚性转子，此类转子的动平衡理论和技术，要复杂很多，因此很有必要进一步研究转子动平衡技术。

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