汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)方法探究

桂啟志， 秦琦棟， 李光明， 劉良玉

(東方汽輪機(jī)有限公司, 四川德陽(yáng) 618000)

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汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)方法探究

桂啟志， 秦琦棟， 李光明， 劉良玉

(東方汽輪機(jī)有限公司, 四川德陽(yáng) 618000)

闡述了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)的原理，并針對(duì)國(guó)內(nèi)外常用的4種熱穩(wěn)定試驗(yàn)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，分析了各種標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法的物理意義，探討了各種方法的優(yōu)劣及誤差來(lái)源，并以某600 MW機(jī)組高中壓轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)原始采集數(shù)據(jù)為例，按這4種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了數(shù)據(jù)計(jì)算，分析了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素及其對(duì)評(píng)判方法的影響。

汽輪機(jī)； 轉(zhuǎn)子； 熱穩(wěn)定； 試驗(yàn)

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的熱穩(wěn)定試驗(yàn)(俗稱(chēng)熱跑)，是將滿足熱穩(wěn)定試驗(yàn)條件的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加熱到工作溫度以上30～50 K，在測(cè)試設(shè)備上以2～4 r/min的速度旋轉(zhuǎn)，測(cè)量其在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期中靜撓度的變化情況，并與冷態(tài)下的結(jié)果相比較，若相差較大，則說(shuō)明轉(zhuǎn)子在高溫狀態(tài)下的同心度不好。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，若轉(zhuǎn)子熱變形徑跳超差，會(huì)產(chǎn)生較大的不平衡離心力，引起機(jī)組振動(dòng)。汽輪機(jī)的振動(dòng)超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)，輕則使端部軸封、隔板汽封磨損，間隙增大，增加漏汽損失，使機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低；重則使與機(jī)組相連接的軸承、軸承座、主油泵、傳動(dòng)齒輪、凝汽器、管道等發(fā)生共振，甚至引起連接螺栓松動(dòng)、地腳螺栓斷裂等，從而造成重大事故。熱穩(wěn)定試驗(yàn)的目的是檢測(cè)轉(zhuǎn)子在熱態(tài)下是否穩(wěn)定，即不發(fā)生變形，仍然保持軸對(duì)稱(chēng)的特性，為提高汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性提供保障。

對(duì)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，目前國(guó)內(nèi)外存在著不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和方法。針對(duì)各評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法間存在的差異，筆者選取4種常用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法，對(duì)其差異進(jìn)行了對(duì)比分析，探討了各種方法的優(yōu)劣及誤差來(lái)源，并基于某600 MW機(jī)組高、中壓轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)原始采集數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證了不同評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法間的差異。

1 試驗(yàn)原理

圖1是該600 MW機(jī)組高、中壓轉(zhuǎn)子的熱穩(wěn)定試驗(yàn)示意圖。由圖1可見(jiàn)：將轉(zhuǎn)子置于滾輪支架上，使轉(zhuǎn)子入爐區(qū)域在加熱爐體以?xún)?nèi)，轉(zhuǎn)子一側(cè)連接有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。爐體采用上蓋下座方式，根據(jù)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度自由組合爐體，爐體之間連接部位采用石棉等密封。轉(zhuǎn)子上沿軸向方向分為5條及以上測(cè)試帶，每條測(cè)試帶分為4個(gè)相位，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，對(duì)轉(zhuǎn)子按要求升溫并降溫。

圖1 轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)示意圖

在轉(zhuǎn)子處于初始冷態(tài)、熱穩(wěn)定試驗(yàn)溫度保溫狀態(tài)、最終冷態(tài)3個(gè)狀態(tài)下，采用跳動(dòng)測(cè)量桿檢測(cè)每條測(cè)試帶上的各個(gè)相位的跳動(dòng)值并記錄。對(duì)獲得的3組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)判，確認(rèn)轉(zhuǎn)子在熱態(tài)及最終冷態(tài)下是否有撓曲變形(見(jiàn)圖2)。

圖2 轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定溫度-時(shí)間圖

2 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)劣探討

對(duì)于測(cè)量后數(shù)據(jù)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和具體評(píng)判方法，不同國(guó)家及公司制定的標(biāo)準(zhǔn)和方法有所不同。筆者選取了國(guó)內(nèi)外4種常用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重點(diǎn)探討，即日本日立公司的標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)使用的標(biāo)準(zhǔn)、歐洲普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)制定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 各評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法介紹

2.1.1 日本日立公司評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法

對(duì)于跳動(dòng)值的測(cè)量，每小時(shí)進(jìn)行一次。對(duì)4個(gè)相位上的跳動(dòng)，在坐標(biāo)圖中進(jìn)行矢量疊加，得到最終矢量，矢量的方向即為該時(shí)刻轉(zhuǎn)子軸心偏移的方向，矢量的大小為轉(zhuǎn)子軸心偏移量的2倍。將每小時(shí)各矢量終點(diǎn)連接起來(lái)，即可得到整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)子軸心偏移的軌跡(見(jiàn)圖3)。

圖3 轉(zhuǎn)子軸心偏移軌跡

轉(zhuǎn)子彎曲度為：

(1)

式中：E為某時(shí)刻的轉(zhuǎn)子彎曲度；A、B、C、D分別為該時(shí)刻轉(zhuǎn)子在0°、90°、180°、270° 4個(gè)相位上的跳動(dòng)值。

根據(jù)矢量疊加得到的軸心偏移值，可畫(huà)出溫度、跳動(dòng)、轉(zhuǎn)子伸長(zhǎng)量隨時(shí)間的變化圖(見(jiàn)圖4)。

圖4 轉(zhuǎn)子溫度、跳動(dòng)、轉(zhuǎn)子伸長(zhǎng)量隨時(shí)間的變化圖

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：若軸心偏移值為圖5(a)型曲線，則判定合格；若軸心偏移值為圖5(b)型曲線，當(dāng)熱態(tài)時(shí)數(shù)值與最終冷態(tài)時(shí)數(shù)值差值ΔΕ超過(guò)0.05 mm時(shí)，則判定不合格。

圖5 軸心偏移值曲線

2.1.2 國(guó)內(nèi)常見(jiàn)使用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法

計(jì)算轉(zhuǎn)子初始冷態(tài)時(shí)的彎曲度為：

(2)

式中：F0為初始冷態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子的彎曲度；F1、F2、F3、F4分別為初始冷態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子在0°、90°、180°、270° 4個(gè)相位上的跳動(dòng)值。

計(jì)算轉(zhuǎn)子熱態(tài)或最終冷態(tài)時(shí)的彎曲度為：

(3)

F0與F′之間的夾角(α+β)見(jiàn)圖6。

圖6 初始冷態(tài)與熱態(tài)(或最終冷態(tài))彎曲度間夾角

(4)

(5)

式中：α和β分別為初始冷態(tài)時(shí)和熱態(tài)時(shí)(或最終冷態(tài))轉(zhuǎn)子軸心偏移方向與豎直方向的夾角。

轉(zhuǎn)子實(shí)際彎曲度為：

(6)

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：熱態(tài)時(shí)實(shí)際彎曲度不大于0.05 mm，且最終冷態(tài)時(shí)實(shí)際彎曲度(殘余彎曲度)不大于0.025 mm，則判定合格。

從上述計(jì)算過(guò)程可看出：此處理論彎曲度值的定義，與日本日立公司的彎曲度的定義是一致的；不同之處在于，國(guó)內(nèi)方法中的評(píng)判指標(biāo)(熱態(tài)實(shí)際彎曲度值和殘余彎曲度)分別是熱態(tài)和最終冷態(tài)相對(duì)于初始冷態(tài)進(jìn)行定義；而日本日立公司的評(píng)判指標(biāo)是以最終冷態(tài)相對(duì)于熱態(tài)進(jìn)行定義，與初始冷態(tài)無(wú)關(guān)。

2.1.3 歐洲普遍使用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法

選取轉(zhuǎn)子的一個(gè)測(cè)試帶為例，假設(shè)熱態(tài)時(shí)該測(cè)試帶的轉(zhuǎn)子外圓在0°、90°、180°、270° 4個(gè)相位跳動(dòng)讀數(shù)分別為A1、B1、C1、D1，最終冷態(tài)時(shí)該測(cè)試帶在相應(yīng)相位上的讀數(shù)依次為A2、B2、C2、D2，則

x1=A1-C1

(7)

y1=B1-D1

(8)

x2=A2-C2

(9)

y2=B2-D2

(10)

(11)

式中：x1、y1為熱態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子分別在0°～180°、90°～270°兩個(gè)方向上跳動(dòng)讀數(shù)的差值；x2、y2為最終冷態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子分別在0°～180°、90°～270°兩個(gè)方向上跳動(dòng)讀數(shù)的差值；λ為最終冷態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子軸心相對(duì)于熱態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子軸心的偏移值的2倍。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：λ不超過(guò)0.05 mm時(shí)為合格。

上述計(jì)算過(guò)程的幾何意義見(jiàn)圖7。

圖7 歐洲計(jì)算方法的幾何意義

2.1.4 美國(guó)制定的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法

假設(shè)熱態(tài)的讀數(shù)為A1、B1、C1、D1，最終冷態(tài)時(shí)的讀數(shù)為A2、B2、C2、D2，則

ΔA=A1-A2

(12)

ΔB=B1-B2

(13)

ΔC=C1-C2

(14)

ΔD=D1-D2

(15)

式中：ΔA、ΔB、ΔC、ΔD分別為各相位上熱態(tài)時(shí)讀數(shù)與最終冷態(tài)時(shí)讀數(shù)的差值。

在ΔA、ΔB、ΔC、ΔD中選取最大正值和最大負(fù)值，兩者相減而無(wú)需考慮正負(fù)符號(hào)，所得結(jié)果即為最大撓度值ΔY。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：ΔY不大于0.051 mm時(shí)為合格[1]。

2.2 各評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及方法優(yōu)劣比較

日立公司的計(jì)算方法中，對(duì)于彎曲度的計(jì)算，即根據(jù)外圓跳動(dòng)計(jì)算出軸心偏移，其物理意義十分清晰。圖5(a)中的跳動(dòng)值曲線反映了熱態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)的撓曲變形在趨向最終冷態(tài)的過(guò)程中一直保持恒定，沒(méi)有變化。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因在于此種撓曲變形是由于鍛件本身存在不對(duì)稱(chēng)分布的殘余內(nèi)應(yīng)力，加熱破壞了殘余內(nèi)應(yīng)力的平衡，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化并重新分布，從而使轉(zhuǎn)子發(fā)生變形。在最終冷卻后，殘余內(nèi)應(yīng)力一直按照熱態(tài)時(shí)的狀態(tài)分布，因此最終冷態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)子變形也與熱態(tài)時(shí)相同。圖5(b)中的跳動(dòng)值曲線反映了熱態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)的撓曲變形在趨向最終冷態(tài)的過(guò)程中逐漸消除。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因在于此種撓曲變形是由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部組織不均勻引起，加熱后，不同部位其熱膨脹大小不一，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子變形，軸心偏移值增大；后續(xù)在逐漸冷卻過(guò)程中，其膨脹量逐漸縮小，軸心偏移值變小[2]。因此，日立公司的方法中，對(duì)于該現(xiàn)象，若變形量超過(guò)允許值0.05 mm，則判定不合格。

國(guó)內(nèi)的方法中，從其代數(shù)式可以看出，其“熱態(tài)實(shí)際彎曲度”事實(shí)上是熱態(tài)相對(duì)于初始冷態(tài)的軸心偏移量，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)要求該軸心偏移量不大于0.05 mm，同時(shí)要求最終冷態(tài)相對(duì)于初始冷態(tài)的殘余軸心偏移量不大于0.025 mm。此方法特殊之處在于始終以各狀態(tài)相對(duì)于初始冷態(tài)的軸心偏移量來(lái)表征，這是其他方法中沒(méi)有的。熱態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子軸心相對(duì)于初始冷態(tài)時(shí)的偏移，可能由內(nèi)應(yīng)力不均和組織不均引起；最終冷態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子軸心相對(duì)于初始冷態(tài)時(shí)的偏移，主要由內(nèi)應(yīng)力不均引起。這種方法及評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，不僅對(duì)單純由內(nèi)應(yīng)力不均引起的軸心偏移量大小作出了限定，而且對(duì)由內(nèi)應(yīng)力不均以及內(nèi)部組織不均勻兩個(gè)因素疊加引起的軸心偏移量的大小也作出了限定。相對(duì)而言，這種評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格一些。

歐洲使用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，物理意義十分清晰，即最終冷態(tài)時(shí)軸心相對(duì)于熱態(tài)時(shí)的偏移，與日立公司標(biāo)準(zhǔn)一致。在具體的評(píng)判方法上，日立公司評(píng)判方法注意了軸心偏移值大小的變化，忽略了軸心偏移的方向，可能會(huì)出現(xiàn)合格的假象，即以初始冷態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)子軸心位置為圓心，以熱態(tài)時(shí)的軸心偏移值為半徑作圓，轉(zhuǎn)子在從熱態(tài)趨于最終冷態(tài)過(guò)程中，當(dāng)軸心在該圓形軌跡上移動(dòng)時(shí)，其軸心偏移值仍將保持不變，滿足合格要求，但實(shí)際上轉(zhuǎn)子可能已經(jīng)發(fā)生撓曲變形。歐洲計(jì)算方法則可以避免該假象的發(fā)生。

美國(guó)制定的方法只是通過(guò)最大差值與最小差值間的差值來(lái)簡(jiǎn)單地判斷轉(zhuǎn)子軸心偏移情況，沒(méi)有考慮剩余兩個(gè)相位的跳動(dòng)情況，因此不能真實(shí)反映轉(zhuǎn)子的實(shí)際軸心彎曲量，通過(guò)該方法得到的轉(zhuǎn)子軸心偏移量與真實(shí)的偏移量之間總是存在一定誤差。該誤差為：

(16)

式中：f(m,n)為所求誤差；m為最大差值與最小差值之間的差值；n為其余兩個(gè)相位上的差值。

式(16)關(guān)于m單調(diào)遞減，關(guān)于n單調(diào)遞增，即最大差值與最小差值之間的差值越小，則計(jì)算誤差越大；剩余兩個(gè)相位上的差值之間相差越大，則計(jì)算誤差越大。誤差最大可達(dá)0.021mm。

2.3 各方法具體計(jì)算

筆者以某600MW機(jī)組高、中壓轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)的中間3條測(cè)試帶的數(shù)據(jù)為例，采取4種方法進(jìn)行計(jì)算，其原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 原始測(cè)量數(shù)據(jù) μm

依據(jù)上述各計(jì)算方法，對(duì)表1中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 4種方法計(jì)算結(jié)果 μm

由表2可以看出：對(duì)于同一測(cè)試帶的數(shù)據(jù)，采用不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和方法，判定結(jié)果并不完全一致。該現(xiàn)象的出現(xiàn)，印證了不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和方法，其本身的精密性和對(duì)原始數(shù)據(jù)的適應(yīng)性是不同的。

3 影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性的因素

3.1 轉(zhuǎn)子支撐處的平穩(wěn)性

轉(zhuǎn)子靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與滾輪的接觸帶之間存在摩擦力，該摩擦力帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)。由于制造誤差，轉(zhuǎn)子支撐圓和滾輪外圓表面都存在著不為零的跳動(dòng)、不平行度和一定的粗糙度。滾輪與轉(zhuǎn)子互相接觸的兩個(gè)表面在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不斷互相嚙合磨損，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子支撐處的跳動(dòng)在熱穩(wěn)定試驗(yàn)過(guò)程中逐漸變化。此外，轉(zhuǎn)子在加熱后支撐處外徑增大，使轉(zhuǎn)子與滾輪之間夾角發(fā)生變化，從而導(dǎo)致摩擦力的大小發(fā)生變化。上述兩種情況均會(huì)影響轉(zhuǎn)子支撐處的平穩(wěn)性，從而影響熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)子外圓各測(cè)量帶的跳動(dòng)數(shù)據(jù)。

3.2 跳動(dòng)值讀取的準(zhǔn)確性

轉(zhuǎn)子外圓測(cè)量帶上的跳動(dòng)通過(guò)跳動(dòng)測(cè)量桿進(jìn)行檢測(cè)。高溫?zé)釕B(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子軸向伸長(zhǎng)量較大(600 MW火電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子伸長(zhǎng)量一般在30 mm以上)，此時(shí)跳動(dòng)測(cè)量桿所在的轉(zhuǎn)子外圓橫截面相對(duì)于冷態(tài)時(shí)跳動(dòng)測(cè)量桿所在的轉(zhuǎn)子外圓橫截面，已并非同一橫截面；其次，對(duì)于測(cè)試帶上均勻分布的4個(gè)相位的跳動(dòng)值，無(wú)論是人為讀取還是設(shè)定時(shí)間自動(dòng)采集，由于不可避免的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速誤差等因素，使得在每一次跳動(dòng)值讀取間隔時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)子并未恰好轉(zhuǎn)完四分之一圈，這會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子外圓測(cè)量帶上每一圈的4個(gè)跳動(dòng)值讀取點(diǎn)與下一圈的4個(gè)跳動(dòng)值讀取點(diǎn)并不一定完全重合；再次，轉(zhuǎn)子在熱態(tài)時(shí)外徑顯著增大，由于內(nèi)應(yīng)力釋放轉(zhuǎn)子外圓可能會(huì)存在不規(guī)則變形，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子外圓本身的跳動(dòng)再次發(fā)生變化。上述3種情況，均會(huì)影響轉(zhuǎn)子外圓各測(cè)量帶上跳動(dòng)值讀取的準(zhǔn)確性。

3.3 跳動(dòng)值傳遞的準(zhǔn)確性

使用跳動(dòng)測(cè)量桿檢測(cè)轉(zhuǎn)子外圓測(cè)量帶的跳動(dòng)值時(shí)，需將測(cè)量桿穿過(guò)嵌在爐體中的套筒，爐外的測(cè)量桿根部處采用彈簧對(duì)測(cè)量桿給予一定軸向預(yù)緊力，使?fàn)t內(nèi)的測(cè)量桿頂部頂在轉(zhuǎn)子測(cè)量帶外圓表面。套筒與測(cè)量桿之間有較大間隙。跳動(dòng)檢測(cè)時(shí)，在測(cè)量桿頂部與轉(zhuǎn)子測(cè)量帶外圓表面接觸處，根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)量帶表面情況，測(cè)量桿頂部會(huì)受到不穩(wěn)定的沿轉(zhuǎn)子外圓表面的切向力。該切向力會(huì)導(dǎo)致測(cè)量桿在套筒內(nèi)晃動(dòng)，或者使測(cè)量桿與套筒內(nèi)壁接觸，從而對(duì)跳動(dòng)值的準(zhǔn)確傳遞產(chǎn)生影響。

上述三條因素中，轉(zhuǎn)子支撐處的平穩(wěn)性和跳動(dòng)值讀取的準(zhǔn)確性對(duì)于前述4種評(píng)判方法的影響都是一致的。對(duì)于第2條因素，考慮到美國(guó)方

法需要對(duì)同一個(gè)跳動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)在熱態(tài)和最終冷態(tài)時(shí)的兩個(gè)跳動(dòng)值做差值計(jì)算，其對(duì)同一個(gè)跳動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)在兩種狀態(tài)下的重復(fù)定位準(zhǔn)確度要求較高，因此，采用美國(guó)方法評(píng)判時(shí)，第2條因素對(duì)真實(shí)結(jié)果的影響要相對(duì)大些。而其余3種方法均是對(duì)同一狀態(tài)下的4個(gè)相位的跳動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，目的是得到該狀態(tài)下的軸心偏移，因此，采用其余3種方法評(píng)判時(shí)，上述第2條因素對(duì)真實(shí)結(jié)果的影響要相對(duì)小些。

4 結(jié)語(yǔ)

(1) 國(guó)內(nèi)使用的方法不僅規(guī)定了單純由內(nèi)應(yīng)力不均引起的軸心偏移量，而且規(guī)定了由內(nèi)應(yīng)力不均以及內(nèi)部組織不均勻兩個(gè)因素疊加引起的軸心偏移量，在本文所述的4種方法中，相對(duì)最為嚴(yán)謹(jǐn)。

(2) 美國(guó)制定的方法不能準(zhǔn)確地反映出轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)軸心偏移量，計(jì)算結(jié)果存在誤差。4個(gè)相位上最大差值與最小差值之間的差值越小，誤差越大；其余2個(gè)相位上的差值之間相差越大，誤差越大，最大可達(dá)0.021 mm。

(3) 歐洲普遍使用的方法與日本日立公司的方法在評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)上是一致的，但歐洲方法相對(duì)較為嚴(yán)謹(jǐn)一些，可避免出現(xiàn)合格的假象。

(4) 針對(duì)同一測(cè)試帶的數(shù)據(jù)，采用不同的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和方法，得到的結(jié)論可能會(huì)有不同。

(5) 在對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)，為了提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)在轉(zhuǎn)子支撐處的平穩(wěn)性、跳動(dòng)值讀取的準(zhǔn)確性和跳動(dòng)值傳遞的準(zhǔn)確性三個(gè)方面盡量改善。其中，跳動(dòng)值讀取的準(zhǔn)確性對(duì)美國(guó)評(píng)判方法的影響相對(duì)大一些，對(duì)其余3種評(píng)判方法的影響相對(duì)小一些。

[1] American Society for Testing and Materials. Standard specification for heat stability of steam turbine shafts and rotor forgings: ASTM A472/A472M-07(2012)[S]. Pennsylvania: ASTM International, 2012.

[2]方國(guó)華. 轉(zhuǎn)子的熱穩(wěn)定試驗(yàn)[J]. 工業(yè)汽輪機(jī), 2013(1): 30-34.

Study on Method of Thermal Stability Test for Steam Turbine Rotors

Gui Qizhi, Qin Qidong, Li Guangming, Liu Liangyu

(Dongfang Turbine Co., Ltd., Deyang 618000, Sichuan Province, China)

An introduction is presented to the principle of thermal stability test for steam turbine rotors, including an analysis on the physical meanings of data processing method prescribed in 4 evaluation criteria commonly used domestically and overseas, while their advantages and disadvantages as well as corresponding error sources were explored. Taking the thermal stability test for a 600 MW HP/IP steam turbine rotor as an example, the original data were processed respectively with the methods concerned in above four criteria, based on which, factors influencing the accuracy of each test method were analyzed.

steam turbine; rotor; thermal stability; test

2016-05-27；

2016-07-04

桂啟志(1976—)，男，工程師，主要從事汽輪機(jī)制造技術(shù)和技術(shù)管理工作。

E-mail: guiqz@126.com

TK263.61

A

1671-086X(2017)02-0076-05