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1、RJ燃气轮机振动测试技术研究 摘 要：本文通过对RJ燃气轮机燃气轮机振动测试系统的搭建，在机组各稳定工作状态下对该燃机系统的振动进行测试，得到机组各截面振动值，依据监测振动结果，分析了燃机系统各个振动的特征，得出该套燃气轮机系统能够平安运转的结论。 关键词：燃气轮机；振动；动力涡轮 中图分类号：TK47 文献标识码：B 1 振动监控系统的基本组成 振动测量的方法许多，如机械测量、光学测量、电测量等。此次RJ-*燃气轮机振动测试采纳的是用途广泛的电测方法。其系统组成为：测量传感器放大环节测量分析环节最终显示 （1）测振传感器 把被测机械振动参数（如位移、速度、加速度等）转换成相应的电信号输出。常
2、用的传感器有电磁式和压电式两种。前者测量振动速度故亦称速度计；后者测量振动的加速度故亦称加速度计。 （2）放大环节：放大测振传感器的输出信号以便计量与记录。 （3）测量分析环节：依据不同的监控目的进行线性放大、频率分析等。目前，多运用频谱分析仪对所测振动信号进行分析，把振动的动态参数所包含的不同频率重量分别出来，并由记录器记录为频谱图（幅值-频率曲线）。 （4）显示：显示或记录测量分析结果。 2 振动监控系统布局 在振动监控技术中，图谱分析是进行监控、诊断的一种重要手段。机件故障引起的振动改变必定是导致其谱图改变，因而通过与其正常谱图比较可快速判明故障缘由并加以修复。 2.1 测点分布及测量系
3、统构成 为保证燃机的平安运行，作为长期监视项目的振动监测也被应用于机组联调，测点的选择如图1所示。 k1： 低压压气机入口（截面）机匣安装边上水平方向布置加速度计，监测燃机压气机的振动加速度；k4：高压涡轮出口（截面）机匣安装边上垂直方向布置加速度计，以监测主机涡轮的振动加速度；k：动力涡轮后机匣的水平安装边上布置加速度计，以监测动力涡轮的振动加速度；A：动力涡轮的止推轴承座上安装的电涡流位移传感器 ，以监测动力涡轮轴的轴向位移。 2.2 振动参数限制值 依据RJ燃气轮机长期监测参数的报警值之规定，振动参数限制值K1为3.5g， K4为4.5g，K为1.5g，AZ 为41m。其中振动g值均为有
4、效值 ，AZ在这里是指轴向振动的量级。 3 振动监测结果 由于各次开车的振动值有较好的重复性，振动曲线示见图2。 其中：n2为主机高压转速；T*4为主机涡轮出口平均温度；N3为动力涡轮转速。 看图可知，各点的振动加速度峰值均小于换算后的振动允许值。K1大多数状况下工作在4.0g以下；K4在稳定状态下的振动量级仅为2.0g；K的最大振动值也仅为1.2g左右。说明RJ-*燃机机组具有良好的振动特性。 4 振动测试分析 （1） 燃机在启动到慢车的过程中，即当n1=2500rpmn2=5300rpmn3=180rpm的转速旁边，K1出现明显的振动加速度峰值 ，通常高达4.2g左右。分析认为是转子系统的
5、临界转速所致。但由于它在工作转速以外，且持续时间较短，所以在实际运行中，不会危害燃机的正常运行。 （2）压气机的振动K1 始终偏高，最大振动峰值曾达4.5g。同时在高转速还伴有不稳定的现象，即当转速在某一状态稳定时，振动值或缓慢上升或缓慢下降，其差值一般在2.0g左右。初步认为这都是主机外部支撑变更所致。与原准航机不同的是，它的压气机前端为软联结，而主支点也仅靠一铰支点支撑，因此使整个主机近似为一悬臂梁，故可能引起其振动特性的变更。当然，准确的结论还待进一步的验证。 （3）关闭旁路阀门影响较大。关闭V1阀门过程中， K1和K的振动均未出现波动，始终较平稳。而K4的振动却随着时间的延长，呈上升趋
6、势，其振动量从2.2g上升到5.0g。经过对各次振动监测结果的对比分析，认为旁路阀门的位置紧随K4其后，它的打开与关闭使通过主机涡轮的气流的压力流量不断发生改变，从而干脆影响到4截面振动的变更。 （4）动力涡轮的振动平稳，且随转速的上升而上升，在整个工作转速范围内，未发觉明显的临界转速现象。但现场的频谱分析结果表明，燃机在运行过程中，大都以动力涡轮转子的二倍频为主频，说明其转子系统的同心度较差。因此，02次分解再装配，良好同心度的保证是在此基础上降低振动量级的保证。 5 补充说明 须要说明的是，动力涡轮上的电涡流位移系统是为测量涡轮轴轴向位移所配置，严格说，在这里的K是轴向窜动位移和轴向振动振
7、幅的总和。这是因为动力涡轮止推轴承在装配时要求保留的初始间隙，当动力涡轮起先运转后，涡轮轴即做水平位移运动，又做轴向振动运动。而前面给出的限制值，经核实是指单一的轴向振动而言。因此就出现了振动测量值大于限制值的现象。 尽管如此，依据与轴承机匣振动加速度的综合分析结果来看，动力涡轮不存在破坏性的振动，其振动特性能够满意燃机机组平安运行的要求。 参考文献 1H.B.凯巴.航空燃气涡轮发动机技术诊断M.北京：航空工业出版，11010. 2孙海东，傅强.航空发动机振动监测探讨J.机械设计与制造，2022（02）. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页