汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动问题研究综述

125MW汽轮发电机轴弯曲振动分析根据铁木辛柯梁理论，利用有限元方法建立了转子轴承系统的横向振动微分方程，通过扫频方法求得了不同油膜刚度下系统的临界转速及相应的振型。

再利用有限元方法解梁的静力问题，求得了轴系的抬高量。

标签：柔性转子；刚度不平衡；临界转速；振型；抬高量；Abstract：According to Timoshenko beam theory，the differential equation of lateral vibration of rotor bearing system is established using finite element method. The critical rotational speed and corresponding vibration modes of the system with different oil film stiffness are obtained by sweep frequency method. Then the finite element method is used to solve the static problem of the beam，and the elevation of the shaft system is obtained.Keywords：flexible rotor；stiffness imbalance；critical speed；vibration mod汽轮发电机转速高、通风散热是结构设计的制约因素，伴随着汽轮发电机组的容量增大，增加转子的直径受到材料强度限制以及通风损耗限制，较大的长徑比是汽轮发电机的显著结构特征，但增加转子的长度受到转子的柔度增大的限制，表现在临界转速降低、在额定转速以下的临界转速数量增多，以往小容量汽轮发电机在额定转速以下只有一个临界转速，伴随着单机容量的增大，会增加到两个甚至三个临界转速[1]。

汽轮发电机组弯扭耦合振动信号采集与分析系统研究的开题报告一、选题背景汽轮发电机组是一种非常重要的发电方式，在电力系统中大量运用。

然而，在汽轮发电机组的运行过程中，往往会出现许多运行问题，其中较为常见的问题是发生振动，尤其是弯扭耦合振动。

这种振动会引起机组各个部件的运动，严重的情况下会导致机组失效，甚至出现严重事故。

因此，为了保证汽轮发电机组的正常运行，需要采取有效措施，对其振动信号进行采集和分析研究。

二、选题意义汽轮发电机组的弯扭耦合振动信号的采集与分析是保证发电机组正常运行的重要手段。

通过对发电机组的振动信号进行研究，可以帮助找到振动所在的部位，进而确定振动的原因，从而采取措施进行修复。

此外，振动的预测与监测也是汽轮发电机组维护保养的重要手段。

因此，开展汽轮发电机组弯扭耦合振动信号的采集与分析研究，对于提高机组运行效率和保证机组安全运行具有非常重要的意义。

三、研究内容本研究主要研究内容包括以下方面：1、汽轮发电机组弯扭耦合振动信号的采集系统设计通过搭建振动传感器采集系统，对汽轮发电机组的弯扭耦合振动信号进行采集。

2、振动信号的预处理与特征提取通过对振动信号进行滤波、去噪处理，提取振动信号的主要特征参数，以便进行后续的振动分析。

3、振动信号的谱分析与频谱特征提取通过对振动信号进行谱分析，提取其频谱特征，以便对振动信号进行分析和识别。

4、振动信号的模式识别和故障诊断通过对振动信号的模式识别和故障诊断，确定机组振动的原因和位置，以便进行相应的维护和修复。

四、研究方法与技术路线本研究采用的方法主要包括数据采集、预处理与特征提取、频谱分析、模式识别等。

具体的技术路线如下：（1）信号采集与预处理使用振动传感器采集振动信号，并对采集到的信号进行滤波、去噪处理，将处理后的信号送入下一步的特征提取。

（2）特征提取针对经过预处理的振动信号，采用时间域、频域等方法提取振动信号的特征参数。

（3）振动信号分析和频谱特征提取根据提取的特征参数，采用谱分析方法提取振动信号的频谱特征，以便进行对信号的分析和识别。

12MW汽轮发电机组轴系振动原因分析摘要：汽轮发电机组是电厂中最关键的设备，由于其具有的结构复杂性和环境特殊性，造成机组的故障率较高，且故障危害性很大。

国外汽轮机组的制造和运行均达到了较高水平，机组轴系稳定性好，整机动力特性优良，性能稳定；而我国由于设备生产加工工期短、运行操作不当以及对振动限值要求更高等方面的因素，仍有部分机组存在轴系振动问题。

所以汽轮发电机组的稳定运行，是我国电力行业在今后相当长的时间里要解决的一个关键问题。

导致汽轮发电机组轴系振动的因素是多方面的，为了彻底解决此问题，需要通过现场试验观察和系统的总结分析，找出机组轴系振动的原因，并得出处理方法。

关键词：12MW汽轮发电机组；轴系振动；原因分析1、系统概况发电厂工程设计了2台由南京汽轮电机（集团）有限责任公司生产的型号为C12-3.43/0.98的单缸、单轴、凝汽式汽轮机。

机组均选用了由南京汽轮电机（集团）有限责任公司提供的配套发电机。

该发电机机组额定转速3000r/min，工作汽源（额定参数）435℃/3.43MPa；汽轮机转子临界转速1470r/min（设计值），汽轮机-发电机轴系临界转速1735r/min（设计值），该机组厂家提供的轴振报警值设定为60μm，跳机值为100μm，无瓦振保护。

2、轴系简介及振动情况1#汽轮发电机组轴系如图1所示，由汽轮机转子和发电机转子两部分组成，汽轮机转子通过1#、2#瓦进行支撑，1#瓦布置在前轴承座内，前轴承座通过前座架固定在汽轮机基础平台上；2#瓦布置在后轴承座内，后轴承座用螺栓固定在后汽缸上，后汽缸用螺栓及半圆垫圈固定在后座架上，后座架直接固定在汽轮机基础平台上。

发电机通过3#、4#瓦进行支撑，3#瓦同样布置在后轴承座内；4#瓦布置在独立的落地式轴承座内；汽轮机转子通过刚性联轴器带动直接发电机。

运行中振动上升，通过检修找到原因处理，1#汽轮发电机组在调试过程中（第一次冲转时）发现，如图1所示，发电机3#、4#瓦处轴振偏大，均已经超过报警值60μm，4#瓦最高达91μm。

火电厂汽轮机组振动问题研究与处理措施摘要：随着火电厂汽轮机组运行时间的增多，产生的故障越来越多，如果故障并未获得及时处理，将会严重影响火电厂汽轮机的运行质量。

因此相关工作人员应该着重研究火电厂汽轮机机组常出现的振动问题，并设计一些与之对应的问题处理措施，将其整合在一起建立应急处理预案，保证检修人员能够在汽轮机产生振动问题及时按照预案解决问题。

本文首先分析火电厂汽轮机组常出现的振动故障，其次探讨汽轮机组故障诊断方式，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：火电厂汽轮机组；振动问题研究；处理措施1火电厂汽轮机组常出现的振动故障1.1动静碰摩故障现如今，火电厂汽轮机组结构呈现出精密化、集成化发展状态，汽轮机部件的间隙相对比较小，在汽轮机组运行期间出现碰撞摩擦问题的可能性比较大，一旦转子和静子产生碰撞摩擦，将会导致汽轮机产生异常振动故障。

一般情况下，转子会和静子中心处于重合状态，转子在处于高速转动状态时，将不会和静子产生直接接触[1]。

如果零件出现老化问题、受到磨损影响，转子中心容易产生偏离问题，在偏移量达到一定程度以后，转子将会和静子产生直接的接触和摩擦。

在转子处于运行状态的时候，火电厂汽轮机组会处在现行运行状态，一旦产生动静碰摩故障，通过增设刚度量，会使刚度变化范围扩大。

在转子和静子产生直接碰撞情况时，转子刚度会随之增大，将会形成横向位移。

造成转子以及静子出现动静碰撞摩擦问题的原有比较多，若是产生设计缺陷、安装缺乏规范性，将会造成转子、静子间隙变小，转子在振动时会直接和静子产生碰撞问题。

一旦转子处于不对中状态、静子处于不平衡状态，将会增加产生摩擦问题的概率。

1.2转子质量不平衡在转子横截面为圆形时，汽轮机组处于转动时质心以及圆心处在同一个点中，确保转子在转动时处于平稳状态，如果汽轮机组质量中心并未和圆心处在同一个点上，转子在转动时形成的离心力会在周期范围内产生变化，极易导致周期性振动问题。

导致火电厂汽轮机出现转子不平衡问题的原因主要包括三种，第一种，转子处于质量不平衡状态，在加工转子时由于工艺不满足合格要求，将会造成转子出现局部位置质量过高、质量过小的问题。

核电机组汽轮机轴瓦振动原因分析及处理研究摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量越来越大，作为发电厂的主体，必须保证汽轮发电机组安全、稳定、可靠的运行。

但其异常振动不仅对机组的安全、稳定运行造成了极大的威胁，还可能引起轴承磨损、异常停机、转子断裂等重大事故。

基于此，本文对核电机组汽轮机轴瓦产生异动的原因进行了分析，并提出了解决方法，为确保核电机组的正常运转提供了依据。

关键词：汽轮机；轴瓦振动；原因分析；处理大部分汽轮机组在实际运行时，都需要安装与之相匹配的轴承和轴瓦，以便对其实际运转情况进行实时监控。

因此，轴承的振动是反映汽轮机组是否正常工作的一个重要指标。

随着汽轮机的广泛使用，涡轮轴承的振动问题变得越来越严重，如何改善汽轮机轴瓦振动问题也越来越受到重视。

为此，本文根据自己的研究经历和有关文献，对汽轮机轴瓦振动的成因和对策进行了一些浅显的论述，希望能对今后如何有效地控制汽轮机轴瓦振动问题提供一些帮助。

1核电站汽轮机结构某核电厂汽轮机为一台五缸单轴结构，有一个高压缸、四个低汽缸。

汽轮机轴系统不包含发电机的总长度为51.8米左右。

汽轮机以3000转/分的速度按顺时针方向转动（从机头向发电机的方向观察）[1]。

为降低基础变化对汽轮机的冲击，本项目拟将弹簧隔振基础设置在一个单独的钢筋混凝土平台上，该平台以98根（分为5种类型）隔振弹簧来承受机组的全部动、静态荷载。

1.1汽轮机振动运行限值某核电厂机组在正常工作状态下，对机组支承轴承的振动极限进行了分析，见表1。

表1振动运行限值注：表1中的容许持续期是指在超过极限值的那一刻开始计算，在此期间，应采取有效的减振措施。

在表2中列出了汽轮机轴系的振动限值。

表2轴系振动限值注：表2中的容许持续期是指在超过极限值的那一刻开始计算的，在此期间，应采取相应的减振措施。

与此同时，如果以下有2个条件超过振动标准，就要马上停机：（1）汽轮机转子的相对振动超过0.26 mm。

汽轮机振动的原因分析及处理对策研究汽轮机是一种常见的热能动力机械设备，广泛应用于发电厂、化工厂、船舶等各个领域。

由于工作环境的不同，汽轮机在运行过程中经常会遇到振动问题，而振动问题往往会对汽轮机的性能和安全产生不良影响。

对汽轮机振动问题进行原因分析及处理对策研究显得十分重要。

一、汽轮机振动的原因分析1. 机械因素汽轮机振动的一个重要原因是机械因素，主要包括叶轮不平衡、轴承失效、齿轮啮合不良、叶片断裂、转子不对中等问题。

叶轮不平衡是振动的常见原因之一，当叶轮的动平衡失调时，叶轮在旋转时会产生不平衡的力矩，导致汽轮机振动。

2. 流体因素汽轮机运行时，旋转部件会受到来自燃气或蒸汽的压力和流体力的影响，流体因素也是导致汽轮机振动的一个重要原因。

当汽轮机内部管道或进气口出现堵塞、泄漏、转流等问题时，会导致流体动力学不稳定，产生振动。

3. 过热和过冷汽轮机在运行过程中，由于实际工作环境和负载变化导致汽轮机的过热和过冷，也是导致振动的原因之一。

当汽轮机过热时，叶片和转子会产生膨胀，使得机械结构变形，从而产生振动。

过冷也会导致汽轮机叶片和转子产生收缩，造成振动。

4. 噪声问题汽轮机在运行时会产生噪声，而噪声也可以导致振动。

当汽轮机内部的机械部件和管道存在松动或振动时，会产生共振效应，使得振动加剧。

二、汽轮机振动的处理对策研究1. 加强定期检测和维护为了及时发现汽轮机振动问题，可以加强对汽轮机的定期检测，检测包括机械部件的动平衡、轴承的状态、齿轮的啮合状况、叶片的完整性等。

一旦发现异常，要立即停机检修，避免振动问题的进一步扩大。

2. 完善润滑系统润滑系统是汽轮机正常运行的重要保障，润滑不良会导致部件摩擦增大，加剧振动。

要加强对汽轮机润滑系统的检测和维护，确保润滑油、润滑脂的质量和供给正常。

3. 优化工艺流程对汽轮机的工艺流程进行优化，如合理设计进气口、出气口、排气管道等部件，减少流体动力学不稳定因素，降低振动发生的可能。

汽轮发电机组轴系扭振保护方法及保护装置在现代电力生产中，汽轮发电机组扮演着至关重要的角色。

然而，轴系扭振这一问题却可能对其安全稳定运行构成严重威胁。

轴系扭振是一种复杂的动力学现象，如果不能得到有效的保护和控制，可能会导致轴系部件的疲劳损坏，甚至引发重大事故，给电力系统带来巨大的损失。

因此，深入研究汽轮发电机组轴系扭振的保护方法及保护装置具有极其重要的意义。

要理解轴系扭振的保护，首先需要明白轴系扭振产生的原因。

汽轮发电机组在运行过程中，可能会受到各种突然的扰动，例如电网故障、短路、甩负荷等。

这些扰动会导致扭矩在轴系中传递的不平衡，从而引发轴系的扭转振动。

此外，机组的设计不合理、制造安装误差、运行参数异常等也可能成为轴系扭振的诱因。

针对轴系扭振的保护方法，主要可以分为主动保护和被动保护两大类。

主动保护方法旨在通过对机组的运行控制来预防或减轻轴系扭振。

一种常见的主动保护策略是优化机组的运行方式。

例如，在电网出现故障或异常情况时，及时调整机组的出力、转速等运行参数，以减少扭矩的冲击和不平衡。

另外，采用先进的控制算法，如自适应控制、预测控制等，对机组进行精确的控制，也能够有效地抑制轴系扭振的发生和发展。

被动保护方法则主要是在轴系扭振已经发生的情况下，通过一些装置和措施来限制扭振的幅值和持续时间，从而保护轴系部件免受损坏。

常见的被动保护装置包括扭振阻尼器和扭矩限制器等。

扭振阻尼器是一种能够增加轴系扭振阻尼的装置。

它通过消耗轴系扭振的能量，来快速衰减扭振的幅值。

常见的扭振阻尼器有液压阻尼器、电磁阻尼器等。

液压阻尼器通常利用液压油在特定结构中的流动来产生阻尼力，而电磁阻尼器则是通过电磁感应原理产生阻尼效果。

扭矩限制器则是在扭矩超过设定值时，通过机械或电气方式切断扭矩的传递，从而保护轴系不受过大扭矩的作用。

例如，机械扭矩限制器可以通过摩擦片的打滑或者剪切销的剪断来实现扭矩的限制，而电气扭矩限制器则可以通过监测扭矩信号并控制相关电路来实现保护功能。

汽轮发电机组轴系扭振及其抑制措施【摘要】随着超高压大电网和大功率机组的投产运行，汽轮机单机容量不断增大，功率密度相应增加，轴系长度相对加长，轴系截面积相对下降，导致在发生机电扰动时，汽轮机驱动转矩与发电机电磁制动转矩之间失去平衡，汽轮发电机组轴系扭振问题越来越严重。

本文在对汽轮发电机组轴系扭振的基本形式进行具体分析的基础上，剖析轴系扭振的危害性，探讨对汽轮发电机组轴系扭振的抑制措施。

【关键词】汽轮发电机组；轴系扭振；分析；抑制措施汽轮发电机组轴系扭振是指因发电机电磁力矩和机械力矩存在周期性差异产生的轴系扭转振动，这是大型汽轮发电机组运行中经常遇到的问题。

汽轮发电机组轴系扭振不仅会对大轴寿命产生影响，严重时还可能在轴系的某些截面或联轴节处引发过大的交变扭应力，造成轴系的疲劳累积性或冲击性损坏。

分析汽轮发电机组轴系扭振的基本形式及危害，探讨相应的抑制措施是保证机组安全运行的重要基础。

1 汽轮发电机组轴系扭振的基本形式引起汽轮发电机组轴系扭振的原因来自电气扰动与机械扰动两方面，不同类型的机电系统扰动对机组轴系扭振有着不同的影响，所形成的轴系扭振可以分为以下三种基本形式。

1.1 次同步机电共振次同步共振是电网在低于系统同步的一个或几个频率下与汽轮发电机进行能量交换时汽轮发电机机电系统的一种自激振荡状态。

如果以电网的电气振荡频率为f1，电网的同步频率为f2，轴系的某阶扭振固有频率为f3；当f3=f2-f1时，电气系统就会呈现负阻尼振荡状态，轴系频率f3所对应的主振型振幅将被逐渐放大，轻则损伤转子，重则造成毁机的恶性事故。

因这种负阻尼振荡频率低于系统的同步频率故称次同步共振。

1.2 超同步机电共振在某些状态下，电网三相负荷会出现各种不平衡或不对称短路等情况，导致发电机定子绕组中不仅存在正序电流，还出现负序电流。

而负序电流在发电机气隙中将产生频率为fm的负序旋转磁场。

由于这一负序旋转磁场与转子旋转的正序旋转磁场反相，两旋转磁场之间存在180°的相位差，且相对频率为fm-（fm）=2fm，结果就会有频率为2fm的交变扭矩作用到机组轴系上。

电网冲击下汽轮发电机组轴系弯扭振动模拟试验研究的开
题报告
一、研究背景
随着电力工业的发展，汽轮机发电机组逐渐成为重要的电力生产设备。

汽轮机发电机组在运行过程中，由于电力电网的电力负载变化、电力质量的波动等原因，会引起机组轴系产生弯扭振动，进而导致机组的振动增大、噪声增加、故障率提高，甚至可能导致机组的损毁。

因此，对机组稳定性的研究具有重要的理论和实际意义。

二、研究目的
本研究的目的是开展电网冲击下汽轮发电机组轴系弯扭振动模拟试验，以进一步研究机组的动力学特性和轴系弯扭振动规律，为掌握机组的运行状态和优化其设计提供基础数据。

三、研究内容和方法
1.研究内容：
（1）建立汽轮发电机组的轴系弯扭振动模型
（2）设计基于MATLAB/Simulink的汽轮发电机组轴系弯扭振动试验平台
（3）开展电网冲击下汽轮发电机组轴系弯扭振动模拟试验
2.研究方法：
（1）使用有限元方法建立汽轮发电机组的轴系弯扭振动模型
（2）基于MATLAB/Simulink开发汽轮发电机组轴系弯扭振动试验平台
（3）采用试验中的数据采集和信号处理技术，对实验数据进行分析和处理，得到机组的振动特性和弯扭振动模态。

四、研究意义
本研究可以深入了解电网冲击对汽轮发电机组轴系弯扭振动的影响，而发电设备的结构和参数调整，只有通过深入了解机组的动力学特性和重要的乱流扰动源，才能完整、全面地评价发电机组的稳定性，为电力工业的发展提供有力支撑。

五、预期结果
通过该研究，预期可以得到以下结果：
（1）掌握机组的动力学特性和轴系弯扭振动规律
（2）建立电网冲击下汽轮发电机组轴系弯扭振动模拟试验方法和基础数据（3）提出优化机组设计和运行方案的建议。

汽轮发电机组轴承振动原因浅析汽轮发电机组是发电厂常见的一种发电设备，它通过汽轮机驱动发电机转子进行发电。

在汽轮发电机组中，轴承是一个重要的部件，它承载了发电机转子的重量，并且在高速旋转时保持转子的稳定性。

在实际运行中，轴承振动是一个常见的问题，它不仅会影响发电机组的正常运行，还可能导致设备损坏和事故发生。

对汽轮发电机组轴承振动的原因进行深入分析，对于保障发电设备的安全稳定运行具有重要意义。

汽轮发电机组轴承振动的原因可能是由于轴承本身的问题。

在发电机组的长期运行中，轴承可能会因磨损、老化等原因导致表面不平整，出现凹坑或者磨损痕迹，这些表面缺陷会在高速旋转时引起振动，从而影响整个发电机组的运行稳定性。

如果轴承的装配过程存在问题，比如轴承与座孔的匹配不良、装配过紧或者过松等，也可能导致轴承在运行过程中出现振动。

汽轮发电机组轴承振动的原因还可能与润滑不良有关。

正常的润滑可以有效减少轴承的摩擦和磨损，减轻轴承的振动。

但如果轴承长期处于干摩擦状态，或者润滑油质量不达标，都会导致轴承振动增加。

如果轴承周围存在过高的温度或者异物进入轴承内部，也会影响轴承的正常润滑，加剧轴承振动的程度。

受到外部环境的影响也可能是导致汽轮发电机组轴承振动的原因之一。

如果汽轮发电机组的基础固定不稳、地震震动大或者风压等环境因素影响，都有可能导致轴承振动加剧。

如果汽轮发电机组的运行工况不稳定，比如负荷变化频繁、启停次数多等，也会对轴承的振动产生影响。

汽轮发电机组轴承振动的原因还可能与设备本身的设计和制造有关。

如果发电机组在设计和制造过程中存在缺陷或者质量问题，比如轴承设计不合理、材料选用不当、加工精度不够等，都会为轴承振动的增加埋下隐患。

对于汽轮发电机组的轴承振动问题，需要从设备本身的设计和制造上进行全面的考虑和分析。

汽轮发电机组轴承振动的原因是多方面的，可能与轴承本身的问题、润滑不良、外部环境影响以及设备设计和制造有关。

针对这些原因，我们可以采取相应的措施来减少轴承振动，比如加强轴承的检查和维护、改善润滑条件、加强设备基础固定等。