华电保定汽轮机原理ppt5.ppt

动强度----外力和应力或应变的大小及方向随时间而变，特别是惯性 质量对部件运动的影响。如动叶和转子的振动等。 对刚性转子、第一临界转速一般应为 单个圆盘转子的横向自振频率 物理意义：转子弹性恢复力等于转子离心力时，偏心力无弹性力平衡，只靠阻尼力，出现最大振幅。******3 根据转子振动中弹性恢复力和惯性力平衡的关系得： 令： (5.8.1) (5.8.2) §5.8 汽轮发电机组的振动 转子自由振动的振幅A与相位角α，初位移x0和初速度 有关。令 而转子的自振频率只与转子的质量和刚度系数有关，与初始条件无关，即与激振力大小无关，由式（5.8.2）得自振频率计算式： 其解为： (5.8.4) 式中 ----转子一价自振圆频率 设 时， ， ，可解得： §5.8 汽轮发电机组的振动 (5.8.5) 单个圆盘转子由于质量不平衡引起的振动 §5.8 汽轮发电机组的振动 汽轮机转子的质心与其轴线几何中心之间总会有偏心距e存在，当转子以角速度ω旋转时，偏心产生的离心力作用在转子上，使轴产生弹性变形，造成转子发生强迫振动。 运动微分方程： 设在系统横向各向同性，即 ，则上两式的解 对上式进行简化得 （5.8.8） S点在x、y轴方向的运动微分方程式： §5.8 汽轮发电机组的振动 §5.8 汽轮发电机组的振动 将上式代入原方程： 两种运动的合成为： §5.8 汽轮发电机组的振动 无阻尼转子振动的幅频特性与临界转速 把某些介质对汽轮机转子运动及振动产生的阻碍作用称为阻尼。阻尼的存在对转子振动起着抑制和衰减的作用。 ⅰ）： ⅱ）： ⅲ）： ⅳ）： (自动定心) ②有阻尼时的幅频特性 运动微分方程： 没有力平衡，振幅被放大，在与有阻尼的情况下，因阻尼力平衡的作用，振幅达到一个极值，极值大小决定于阻尼。 临界转速(另一定义):偏心力引起的激振力频率等于横向自振力频率。 §5.8 汽轮发电机组的振动 §5.8 汽轮发电机组的振动 在 取不同值时， 的关系曲线：（图） ⅰ）： ⅱ）： ⅲ）： ⅳ）： 如各向同性， 　 ， 。 解：令 ⅴ）： ，所以有阻尼时， 转子振幅极大值对应的临界角速度 。 §5.8 汽轮发电机组的振动 单圆盘转子的相频特性 解得： ⅰ）： ⅱ）： ⅲ）： ⅳ）： ⅴ）： 转子找动平衡两个线形条件 ******4 在转子转速、阻尼系数一定时： ① 转子振动振幅与不平衡质量大小成正比； ② 偏心离心力超前振幅的相位角为一常数。 §5.8 汽轮发电机组的振动 刚性转子动平衡原理及模拟实验系统说明 二、汽轮发电机组的轴系扭振 汽轮发电机组的轴系扭振原因是轴承中心，转子轴心，旋转中心三者不在同一直线上。电网和汽轮发电机组的非正常运行都可能导致轴系扭振，其中次同步共振、超同步共振以及短路引起的扭振对轴系的威胁最大。 §5.8 汽轮发电机组的振动 一) 电网与汽轮发电机组的非正常运行方式 1.第一类非正常运行方式 在失磁异步运行、电压及频率偏差、强行励磁、正相运行以调峰等非正常方式下运行，发电机气隙中电磁力矩基本上不发生突变，故危险性较小； 2.第二类非正常运行方式 在失步振荡、汽门快关、甩负荷、线路单相、短路、单相快速重合闸等非同期并网的非正常运行方式运行，电网扰动引起发电机气隙中电磁力矩发生突变，形成轴系转振，导致轴和转子零部件疲劳寿命消耗增加，甚至使机组损坏； 3.第三类非正常运行方式 在超同步共振、次同步共振，二相或三相快速重合闸等非正常运行方式下运行，危险性最大，甚至导致断轴事故。 二) 几种危险扭振 1.次同步共振 2.超同步共振 3.短路 §5.8 汽轮发电机组的振动（作业与思考） 1.什么是转子的临界转速？ 2.转子找动平衡两个线形条件是什么？ 3.什么是刚性转子？什么是挠性转子？ §5.9 汽轮机主要零件的热应力及汽轮机寿命管理 一、热应力、热变形 汽轮机启动或停机过程中，对其零件而言，是加热和冷却的过程，这些零件由于温度变化而产生的膨胀或收缩变形称为热变形；又温度变化引起的应力称为温度应力，又称热应力。 热应力产生条件： ①有温度变化，(必有热变形) ②热变形受到限制 二、汽轮机的寿命管理 机组寿命有两部分组成，其一是无裂纹的新零件投入运行至