GB∕T 11348.4-2015∕ISO 7919-4：2009（代替 GB∕T 11348.4-1999） 机械振动 在旋转轴上测量评价机器的振动 第4部分：具有滑动轴承的燃气轮机组.pdf

I C S1 7.1 6 0J0 4中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9代替G B/T1 1 3 4 8.41 9 9 9机械振动在旋转轴上测量评价机器的振动第4部分: 具有滑动轴承的燃气轮机组M e c h a n i c a l v i b r a t i o nE v a l u a t i o no fm a c h i n ev i b r a t i o nb ym e a s u r e m e n t so nr o t a t i n gs h a f t sP a r t 4:G a s t u r b i n e s e t sw i t hf l u i d - f i l mb e a r i n g s(I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9,I D T)2 0 1 5 - 1 2 - 3 1发布2 0 1 6 - 0 7 - 0 1实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布目 次前言引言1 范围12 规范性引用文件13 测量方法24 评价准则3 4.1 概述3 4.2 准则: 振动量值3 4.3 准则: 在正常工作转速稳态运行工况下振动量值的变化7 4.4 补充的方法和准则7 4.5 基于振动矢量信息的评价7附录A( 规范性附录) 评价的区域边界值8附录B( 资料性附录) 评价区域边界值和轴承间隙1 0参考文献1 1G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9前 言 G B/T1 1 3 4 8 机械振动 在旋转轴上测量评价机器的振动 分为五个部分: 第1部分: 总则; 第2部 分: 功 率 大 于5 0 MW, 正 常 工 作 转 速15 0 0r/m i n、18 0 0r/m i n、30 0 0r/m i n、36 0 0r/m i n陆地安装的汽轮机和发电机; 第3部分: 耦合的工业机器; 第4部分: 具有滑动轴承的燃气轮机组; 第5部分: 水力发电厂和泵站机组。本部分为G B/T1 1 3 4 8的第4部分。本部分按照G B/T1.12 0 0 9给出的规则起草。本部分代替G B/T1 1 3 4 8.41 9 9 9 旋转机械转轴径向振动的测量和评定 第4部分: 燃气轮机组 。本部分与G B/T1 1 3 4 8.41 9 9 9相比, 主要修改内容如下: 修改了标准名称, 由原来的“ 旋转机械转轴径向振动的测量和评定 第4部分: 燃气轮机组” 改为“ 机械振动 在旋转轴上测量评价机器的振动 第4部分: 具有滑动轴承的燃气轮机组” ; 增加了在燃气轮机安装前由供货方与用户商定的验收规范; 增加了在瞬态运行工况时对燃气轮机组振动的评价; 修改了1 9 9 9版中多处的“ 振动幅值” 的译文, 改为“ 振动量值” ; 修改了评价区域边界一节中使用不同区域边界值的例子( 见4.2.2.4) ; 当新机器没有建立有效的基线数据时, 推荐其稳态运行正常工作转速下的报警值修改为不应该超过区域边界B/C值( 见4.2.3.2) ; 增加了停机值的设定第二次报警的内容( 见4.2.3.3) ; 增加了非稳态工况( 瞬态运行) 期间的振动量值“ 停机放大因子” 概念, 在稳态工况建立之前, 它会自动地提升“ 报警值” 和“ 停机值” ( 见4.2.4) ; 关于“ 停机放大因子” 的使用, 见(4.2.4.4) ; 修改了升速、 降速和超速期间的振动量值, 并删去了1 9 9 9版的图1( 见4.2.4.3) 。本部分使用翻译法等同采用国际标准I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9 机械振动 在旋转轴上测量评价机器的振动 第4部分: 具有滑动轴承的燃气轮机组 。本部分由全国机械振动、 冲击与状态监测标准化技术委员会(S A C/T C5 3) 提出并归口。本部分起草单位: 南京汽轮电机( 集团) 有限责任公司、 南京炼油厂、 国网河南省电力公司电力科学研究院、 东南大学、 杭州汽轮机股份有限公司、 郑州机械研究所、 东方电气集团东方电机有限公司。本部分主要起草人: 周忆、屠亚力、 罗建斌、 傅行军、 丁旭东、 王义翠、 陈昌林。本部分所代替标准的历次版本发布情况为: G B/T1 1 3 4 8.41 9 9 9。G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9引 言 在旋转轴上测量振动时,G B/T1 1 3 4 8.1是评价各种机器振动一般要求的基础文件。G B/T1 1 3 4 8的本部分是对评价位于或接近燃气轮机轴承处转轴径向振动烈度的具体规定。在这些位置的测量能够很好地表征机器的振动状态。基于以往经验的评价准则, 能用来评价这些机器的振动状态。在稳态工况下运行时, 提出了评价机器振动的两个准则。第一个准则考虑地是测得的振动量值; 第二个准则考虑地是振动量值的变化。另外, 对瞬态运行工况规定了不同的准则。然而, 旋转轴振动不是评价机器振动烈度的唯一基础。对于燃气轮机, 通常也评价在非旋转部件上测量的振动。对非旋转部件上测量振动的要求参见I S O1 0 8 1 6 - 1和G B/T6 0 7 5.4。G B/T1 1 3 4 8本部分的评价方法是基于宽带测量的。然而, 由于技术进步, 窄带测量或频谱分析已经日益广泛地得到应用, 特别是应用于振动评价、 状态监测和诊断。对这些测量的评价准则已超出了本部分的范围。详见I S O1 3 3 7 3( 所有部分) 确定的机器振动状态监测的规定。G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9机械振动在旋转轴上测量评价机器的振动第4部分: 具有滑动轴承的燃气轮机组1 范围G B/T1 1 3 4 8的本部分给出了评价位于或靠近主轴承处测得的旋转轴现场径向振动烈度的具体规定。包括: 正常稳态运行工况下的振动; 瞬态变化( 包括升速或降速、 初始加负荷和负荷变化) 时, 其他( 非稳态) 工况期间的振动; 正常稳态运行工况期间发生的振动变化。本部分适用于正常工作转速范围在30 0 0r/m i n 3 00 0 0r/m i n, 输出功率大于3MW, 具有滑动轴承的发电以及机械驱动用重型燃气轮机组, 包括直接或通过齿轮相连接着旋转设备的燃气轮机。在一些情况下, 本部分不适用于评价燃气轮机所连接着的其他设备的振动。例如: 对单轴联合循环机组, 燃气轮机与蒸汽轮机及发电机连接在一起, 评价燃气轮机的振动使用本部分, 评价蒸汽轮机和发电机的振动分别使用G B/T1 1 3 4 8.1和I S O7 9 1 9 - 3。本部分不适用于以下各项设备的振动:a) 航空派生型燃气轮机( 包括与航空派生型燃气轮机动力特性类似的燃气轮机) ;注:I S O3 9 7 7 - 3定义了航空派生型机组为航空动力发生器, 适用于机械动力、 发电或船用动力设备。重型燃气轮机与航空派生型燃气轮机的主要区别在于气缸的挠性、 轴承的设计、 转子与静子的质量比以及安装结构。因此,这两种类型的燃气轮机适用不同的振动评价准则。b) 输出功率小于或等于3MW的燃气轮机( 参见I S O7 9 1 9 - 3) ;c) 燃机驱动泵( 参见I S O7 9 1 9 - 3) ;d) 和( 或) 燃气轮机相连的输出功率小于或等于5 0MW的蒸汽轮机和发电机( 参见I S O7 9 1 9 - 3) ;e) 和( 或) 燃气轮机相连的输出功率大于5 0MW的蒸汽轮机和发电机( 参见I S O7 9 1 9 - 2) ;f) 连接燃气轮机与蒸汽轮机或发电机的同步离合器( 参见I S O7 9 1 9 - 2) ;g) 驱动的压缩机( 参见I S O7 9 1 9 - 3) ;h) 齿轮箱;i)滚动轴承。本部分适用于以上所列设备之外的其他驱动装置。本部分适用于通过齿轮箱相连的其他机器, 但不用作对齿轮的振动状态进行评价。对齿轮振动的评价需要特殊的技术要求, 超出了本部分的范围。本部分规定的这些振动数值并不是评价振动烈度的唯一依据。对于燃气轮机通常也用非旋转部件上测量的振动值来评价。对这些振动测量的要求见I S O1 0 8 1 6 - 1和G B/T6 0 7 5.4。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件, 其最新版本( 包括所有的修改单) 适用于本文件。G B/T1 1 3 4 8 .11 9 9 9 旋转机械转轴径向振动的测量和评定 第1部分: 总则(i d t I S O7 9 1 9 - 1:1 9 9 6)1G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9G B/T6 0 7 5.42 0 1 5 机械振动 在非旋转部件上测量评价机器的机械振动 第4部分: 具有滑动轴承的燃气轮机组(I S O1 0 8 1 6 - 4:2 0 0 9,I D T)3 测量方法测量方法及仪器应符合G B/T1 1 3 4 8.1的通用要求。在燃气轮机组中, 通常测量相对于轴承的旋转轴振动。因此, 除非另有说明, 本部分中的振动位移均参照此约定。由于燃气轮机组的工作转速较高, 通常对转子工作转速高于30 0 0r/m i n机组, 使用非接触式传感器作为测量装置。对于监测来说, 测量系统应能适用于从1H z到至少是最高正常工作频率的3倍或1 2 5H z( 取其大者) 的频率范围。用于故障诊断的仪器, 可能需要覆盖更宽的频率范围和( 或) 频谱分析。在特殊场合,显著的低频振动可能传至机器( 例如在地震区) , 可能有必要过滤掉仪器的低频响应和( 或) 提供适当的时间延迟。如果对比不同机器的测量结果, 应注意保证使用相同的频率范围。振动测点的位置应能评价在重要点上轴的横向运动。应当注意, 避免把振动测点放在任何振动节点上, 并保证测量设备不受外部振源( 如燃烧震荡、 齿轮啮合振动、 以及空气噪声和结构诱导噪声等) 的过分影响。通常, 要求在每个主轴承上或附近, 用一对正交的传感器沿两个径向测量。传感器可以安装在任意角度, 但实际上一般选择在轴承同一个半瓦上与垂直方向成4 5 的方向或者接近垂直和水平方向。如果已知用一个径向传感器能够提供轴振动量值的足够信息的话, 可以用它代替更典型的一对正交传感器。可是当根据测量平面上单个传感器评价振动时, 一般应仔细观察, 因为它可能没有位于提供该平面最大测量值的方位。一般不在燃气轮机上测量轴向振动。应了解环境对测量系统特性的影响, 包括:a) 温度变化;b) 磁场;c) 空气噪声和结构诱导噪声;d) 电源变化;e) 电缆阻抗;f) 传感器电缆长度;g) 传感器方位;h) 传感器连接刚度。应特别注意, 确保传感器安装正确, 而且安装方案不降低测量的精确度( 参见I S O1 0 8 1 7 - 1) 。传感器所在的轴表面应当光滑, 而且没有几何不连续、 材质不均匀和局部剩磁, 以免它们可能产生虚假信号( 称之为电气偏摆) 。用传感器测量时, 电气和机械组合“ 慢转” 偏摆不宜超过在正常工作转速下区域A/B边界值( 见表A.1和图A.1) 的2 5%。在燃气轮机升速运行之前, 可以进行轴偏摆的慢转测量。如果这样做, 测量系统的低频特性应当充分满足要求。这种测量通常不能认为是有效地指出在正常运行状态下转轴偏摆, 因为它们会受到转轴的暂时( 瞬态) 弯曲、 在轴承间隙内轴颈不规则移动、 轴向运动等因素的影响。如果没有考虑上述因素就不能从工作转速下的振动测量矢量减去慢转下的轴偏摆矢量。因为这种结果会误判机器振动( 参见G B/T1 1 3 4 8.1) 。2G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 94 评价准则4.1 概述G B/T1 1 3 4 8.1提供了用于评价各种机器轴振动的两个准则的一般说明。第一个准则考虑测得的宽带轴振动的量值, 第二个准则考虑轴振动量值的变化, 而不论它是增大或减小。所提供的这些值是这种类型机器的经验总结。如果满足它们, 则可望得到可接受的运行。注:这些值是基于以前的国际标准、 当初起草I S O7 9 1 9( 所有部分) 和I S O1 0 8 1 6( 所有部分) 时进行调查的结果以及国内外专家们提供的反馈意见。提供的这些准则适用于规定的正常工作转速和负荷范围内的稳态运行工况, 包括正常输出功率的缓慢变化。也提供了发生瞬态变化时其他非稳态工况下替代的准则。这些振动准则的目标是保证可避免过大的缺陷或不切实际的要求。尤其是, 安全运行的基本假设是避免旋转轴和固定部件之间的金属接触。它们可以作为规定验收规范的基础( 见4.2.2.3) 。该准则涉及燃气轮机产生的振动, 不涉及由机组外界传来的振动。如果怀疑被传递的振动( 无论稳态的或间断的) 有显著影响, 则宜在燃气轮机组停机状态测量其量值。如果被传递振动的量值不能接受, 则宜采取措施纠正。应注意, 机组振动状态通常根据在非旋转部件上的测量和旋转轴上的测量综合评价。4.2 准则: 振动量值4.2.1 总则这个准则是有关规定轴振动量值的, 该量值与轴承的许用动载荷、 机器外壳径向间隙的适当裕度、以及传至支承结构和基础的容许振动协调一致。4.2.2 在稳态运行工况下额定转速时的振动量值4.2.2.1 概述在每个轴承处测得的最大的轴振动量值对照由国内外经验建立的四个评价区域进行评价。4.2.2.2 评价区域下列评价区域可用于给定机器在稳态工况一个( 或几个) 正常工作转速下的轴振动评价, 并提供可能的操作指南。区域A: 新投产的机器, 振动通常在此区域内。区域B: 振动在此区域内的机器, 通常认为可以不受限制地长期运行。区域C: 通常认为振动在此区域内的机器, 不适宜长期连续运行。通常, 该机器可在这种状态下运行有限时间, 直到有合适时机采取补救措施为止。区域D: 振动值在该区域通常被认为振动剧烈, 足以引起机器损坏。注:对瞬态运行的指南见4.2.4。4.2.2.3 验收准则验收准则均应在机器安装前经供方和买方协商一致。这些评价区域为新机或大修过的机器规定验收准则提供基础。注:新机器验收准则历来规定在A区或B区内, 但通常不超过区域边界A/B值的1.2 5倍。3G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 94.2.2.4 评价区域边界与汽轮机或发电机直接连接, 正常工作转速在30 0 0r/m i n或36 0 0r/m i n的燃气轮机, 其区域边界值在表A.1给出。根据本领域内已积累的轴振动测量经验, 对输出功率大于3MW燃气轮机组, 区域边界推荐值( 单位: 微米) 与最高正常工作转速n(r/m i n) 的平方根成反比。此类燃机区域边界的推荐值由式(1) 、 式(2)和式(3) 得出, 如图A.1所示。实际数值通常圆整到5m的倍数。区域边界A/BS(p - p)=48 0 0n(1) 区域边界B/CS(p - p)=90 0 0n(2) 区域边界C/DS(p - p)=1 32 0 0n(3) 注1:S(p -p)的定义见G B/T1 1 3 4 8.1。表A.1和图A.1适用于在一个( 或几个) 正常工作转速稳态运行工况下, 在轴承座或靠近轴承座处测量机器轴径向的相对振动。区域边界的数值取自制造厂和用户提供的代表性数据。这样就难免有很大的分散性。但规定这些限值可以避免在实际过程中出现过大的缺陷或不切实际的要求。在其他的测量位置和瞬态工况时允许较大的振动( 见4.2.4) 。在大多数情况下, 表A.1和图A.1中给出的值可以保证足够的运转间隙, 而且传至轴承的支承结构和基础的动载荷是可接受的。然而, 在某些情况下, 某些特殊类型的机器可能由于特殊的性能或有效的经验, 要求使用不同的区域边界值( 较小或较大) 。例如:a) 机器振动可能受它的安装系统和连接从动机器的耦合装置的影响。例如, 如果用刚性轴承支承, 预计有较大的轴相对振动。因此基于满意的运行经验, 可以接受使用不同的区域边界值。b) 宜注意确保轴的相对振动不超过轴承间隙。进一步, 宜认识到许可振动可能与轴承直径有关,因为一般直径较大的轴承运行间隙比较大。当使用小间隙轴承时, 表A.1和图A.1中的区域边界值可以减小。区域边界值降低的程度随着所用轴承的型式( 圆筒型、 椭圆型、 可倾瓦等) 、测量方向和最小间隙之间的关系而变化。因此, 不可能给出精确的建议, 但附录B提供了一个有代表性的普通圆筒轴承的例子。c) 对于相对轻载轴承或者其他更柔性的轴承, 可能用到以机器详细设计为基础的其他准则。d) 在远离轴承的地方测量振动, 可以应用其他的准则。注2:在同一旋转轴线不同轴承上的测量可以取不同的区域边界值。通常, 当使用较大的区域边界值时, 可能需要技术论证, 确认以较高振动运行不损害机器的可靠性。例如, 可以机器的详细性能和相似结构设计与支承的机器运行的经验作基础。注3:本部分对安装在刚性基础和柔性基础上的燃气轮机未提出不同的区域边界。这与同类机器在非旋转部件上测量振动的G B/T6 0 7 5.4一致。但是, 如果进一步分析这些机器的调查数据表明采取不同的边界值是有保证的话, 则将来修订G B/T6 0 7 5.4和本部分时, 可望针对支承的柔度给出不同的准则。4.2.3 稳态运行的限值4.2.3.1 概述为了长期稳态运行, 通常的做法是规定运行的振动限值。这些限值采取报警值和停机值的形式。4G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9报警值: 振动已经达到某个规定的限值或者振动值发生显著变化, 可能有必要采取补救措施时, 进行报警。一般来说, 如果发生报警, 可继续运行一段时间, 同时进行研究( 例如考查负荷、 转速或其他运行参数的影响) 以识别振动变化的原因和确定补救措施。停机值: 规定一个振动量值, 超过此值继续运行可能引起机器损坏。如超过停机值, 应立即采取措施降低振动或停机。不同的运行限值反映出动载荷和支承刚度的差异, 对于不同的测量位置和方向, 可以规定不同的运行限值。4.2.3.2 报警值的设定对于每台机器报警值可以不同。推荐选择的报警值通常是相对于基线值来设定, 而基线值根据具体机器的测量位置和方向的经验确定。推荐设定的报警值应高出基线值某个量, 高出的量等于区域边界B/C值的2 5%。报警值通常不宜超过区域边界B/C的1.2 5倍。如果基线值小, 报警值可能小于区域边界B/C值以下( 见附录B的例子) 。在没有建立基线的情况下( 例如新机) , 初始的报警值应根据其他类似机器的经验, 或者相对于已同意的验收值来设定。在没有这样有效数据的情况下, 稳态工况正常工作转速下的报警值不应超过区域边界B/C值。在运行一段时间后, 建立起稳态基线值并对报警值的设定作相应的调整。振动信号非稳态和不重复的场合, 要求采用某些平均方法。如果稳态基线发生变化( 例如机器大修后) , 报警值的设定应相应地修改。对于机器上不同的测量位置, 报警值设定可以不同, 以反映动载荷和支承刚度的差异。设定报警值的例子在G B/T6 0 7 5.42 0 1 5的附录B中给出。4.2.3.3 停机值的设定停机值通常与机器的机械完整性有关, 并且取决于使其能承受异常动载荷的各设计特性。因此具有类似设计的所有机器一般采用相同的停机值, 而且它通常与设定报警值的稳态基线值没有关系。不同设计的机器停机值可能存在差异, 不可能对绝对的停机值给出更精确的指南。一般来说, 停机值在区域C或D内, 但推荐停机值应不超过区域边界C/D值的1.2 5倍。依据具体机器的经验, 可以取不同的限值。燃气轮机组通常是受自动控制系统控制的, 如果超过停机振动值, 自动控制系统使机器停机。为了避免虚假信号引起的不必要的停机, 实际上通常采用多个传感器控制逻辑, 并在触发机器自动停机的任何自控动作之前, 规定一个时间延迟。因此, 如果收到振动停机信号, 而且至少被两个独立的传感器确认超过了规定的有限的延迟时间才可以触发停机。典型的延迟时间是1s 3s。为了慎重可以在报警值和停机值之间插入第二次报警, 以预警操作人员正在接近停机值, 他们可以采取任何校正措施( 例如降低负荷或制造商建议的其他措施) , 避免满负荷停机。4.2.4 非稳态工况( 瞬态运行) 期间的振动量值4.2.4.1 概述附录A规定了燃气轮机在规定的稳态运行工况下长期运行的振动值。在一个( 或多个) 正常工作转速下运行工况发生变化, 燃气轮机逐渐达到热平衡的过程中, 以及升速或降速时, 可以允许较大的振动值。这些较大值可能超过4.2.3中规定的报警值和停机值。在这种情况下, 可以引入“ 停机放大因子” , 在稳态工况建立之前, 它会自动地提升“ 报警值” 和“ 停机值” 。对于非稳态工况下运行的燃气轮机, 通常瞬态的运行工况变化都伴随着显著的热力状态变化, 机组5G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9的振动特性会受到很大的影响。机组在设计时已考虑了这些特殊的运行工况条件, 但在转速发生变化( 升速、 降速) 以及机组热力状态变化( 起动、 加载及负荷变化) 期间, 机组的振动量值会出现较突然的变化。因此, 燃气轮机通常允许有较高的瞬态振动量值。与稳态振动一样, 在具体场合采用的任何验收准则应该由机器制造厂家和用户协商一致。然而, 本条的规定将保证避免过大的缺陷和不切实际的要求。4.2.4.2 正常工作转速瞬态运行期间的振动量值正常工作转速瞬态运行工况, 包括空载、 带初始负荷或快速加负荷或功率因数变化, 以及其他相对短期的任何运行工况。对于这些瞬态工况, 振动量值不超过区域边界C/D值, 一般应认为是可以接受的。停机值和报警值宜相应调整。4.2.4.3 升速、 降速和超速时的振动量值燃气轮机组在升速前应当充分地盘车( 或) 低速旋转, 以保证不出现临时弯曲或弓形, 避免可能产生反常的激励。此后, 可以进行慢转轴位移测量, 以评价低速时的偏摆量大小( 该测量不受最低共振转速的影响) , 此时稳定的轴承油膜已经建立, 而离心作用可以忽略。检验在该转速下测量的轴位移及其他的参考参数是否在以前建立的满意的经验之内。这些检验是评价轴线状态是否满意的基础, 例如是否存在轴弯曲或者在联轴器之间是否有平行不对中或者夹角不对中( “ 曲柄效应” ) 。此外, 在升速期间, 建议在到达临界( 共振) 转速之前评估轴的振动, 并且与以前满意运转时相同状态下得到的典型振动矢量进行比较。如果发现任何显著的差别, 建议在继续下去之前进一步采取措施( 例如维持转速或减速直至振动稳定, 或者回到以前的值, 进行更详细的研究或检查运行参数) 。如果没有盘车或测量慢转轴位移的规定, 则遵照供方的替代建议。升速期间可能需要保持在特定转速运行一段时间( 例如清吹过程) 。如果这样的话, 应注意确保在该转速和任意临界( 共振) 转速之间有足够的余量, 因为共振时会出现很大的振幅。升速、 降速和超速期间振动限值的规定可能变化很大, 这取决于特定机器的结构特性或者具体的运行要求。例如, 对于启动次数较少、 带基本负荷的机组, 可允许有较大的振动限值, 而对于需经常规则地切换操作运行并需要在规定的时间内达到规定输出功率的机组, 可采用较小的振动限值。此外, 在升速和降速期间通过共振转速时, 振动量值将受到阻尼和转速变化率的强烈影响( 参见I S O1 0 8 1 4有关机器不平衡灵敏度的资料) 。适用于升速、 降速和超速时的报警值与正常稳态运行工况下所采用的报警值不同。它们通常应当相对特定机器由升速、 降速或超速时的经验值设定。建议启动、 停机或超速期间的报警值应设定在这些值之上某个量, 高出的量等于正常工作转速下区域边界B/C值的2 5%。当没有建立可靠的有效数据时, 升速、 降速或超速期间的报警值不宜超过区域边界C/D的值。如4.2.2.4所述, 对小间隙轴承( 见附录B) 可能需要适当调整。用不同的方法设定升速或降速时的停机值。例如, 如果升速期间振动过大, 可能降低转速比触发停机保护更合适。反之, 降速期间很少触发高振动停机保护, 因为那样做没有改变已采取的措施( 即降速) 。可是, 如果燃气轮机有自动控制系统, 它可能需要规定升速或降速期间的停机值。这种情况下, 停机值应当与报警值采用相似的比例增加。注:升速和降速期间, 由于动力放大效应, 当通过临界转速时通常发生最大的振动。在其他转速下, 一般振动较小。4.2.4.4 “ 停机放大因子” 的使用某些情况下, 如果超过停机值, 装有控制系统的燃气轮机会自动停机。运行在瞬态工况下允许有较高的振动值, 为了避免不必要的停机, 可以引入“ 停机放大因子” , 它会自动地提升稳态的报警值和停机值, 以反映4.2.4.2和4.2.4.3中给的修订值。6G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9“ 停机放大因子” 通常适用于以下情况: 转子升速或降速过程中; 在达到正常工作转速之后带负荷过程中; 以及任何突然的、 大负荷变化之后, 热状态稳定的短期内。基于已有经验, 上述每一种运行工况,可以设定不同的“ 停机放大因子” 。实际的“ 停机放大因子” 值对不同的燃气轮机是不同的, 而且应当根据以前满意的运行经验而定。4.3 准则: 在正常工作转速稳态运行工况下振动量值的变化本准则提出了对振动量值变化的评价, 此变化是指偏离以前建立的对特定稳态工况下的参考值。轴振动量值可能明显地增大或减小, 甚至在未达到准则的区域C时, 就要求采取某种措施。这种变化可以是瞬态的或者随时间逐渐发展的, 它可能表明已产生损坏, 或是即将失效或是某种其他异常的警告。准则是在正常工作转速稳态工况下发生的轴振动量值变化的基础上规定的, 它包括负荷的微小变化, 但不包括负荷大而快的变化, 这种变化在4.2.4.2论述。注意: 这一准则应用于带有同步离合器的机器时宜小心, 此时由于轴向膨胀的正常变化, 振动可能会发生阶跃变化。该准则的参考值是由对以前具体运行工况下测量得到的典型的、 可重复的正常振动值。如果振动量值变化很大( 典型的是区域B/C边界值的2 5%) , 应采取措施查明变化的原因。不管这种变化引起振动量值增大或减小, 都要采取这样的措施。宜在考虑振动的最大值和机器在新工况是否已经稳定之后再决定采取什么行动。尤其, 如果振动变化率很大, 即使还没有超过以上规定的限值, 也宜采取行动。对于小间隙轴承, 振动限值宜相应调整。在应用准则时, 传感器的位置和方位必须相同, 同一机器运行工况才能进行比较。应当了解, 基于振动变化的准则有其应用的局限性。因为量值和变化率的明显变化可能发生在个别的频率分量, 但这些重要特征在宽带振动信号中未必能反映出来( 参见G B/T1 1 3 4 8.1) 。例如转子中裂纹的扩展可能引起旋转频率多倍频振动分量的渐进变化, 但它们的量值可能比旋转频率分量的幅值小, 所以仅查看宽带振动的变化难以识别裂纹扩展的效应。因此, 虽然监测宽带振动的变化能给出潜在问题的某些提示, 可能有必要在某些应用中使用能测定单个频率分量振动矢量变化趋势的测量和分析设备。这种设备可能比通常监测用的设备更复杂, 它们的应用需要专门知识。对于这种测量规定详细准则已超出本部分的范围( 见4.5) 。4.4 补充的方法和准则本部分中给出的振动测量与评价可以由非旋转部件上的振动测量补充和代替( 参见G B/T6 0 7 5 .4) 。没有简单办法将轴振动转换为轴承座振动, 反之亦然。转轴绝对振动测量和相对振动测量之间的差异和轴承座振动有关, 但它在数值上一般并不等于轴承座振动, 这是由于工作转速下轴承油膜与支承结构的相对动柔度、 传感器安装位置的差异以及相位角不同等因素的影响。因此, 当本部分和G B/T6 0 7 5.4的准则都用于机器振动的评价时, 应分别进行转轴振动和轴承座振动的测量。如果应用不同的准则导致不同的振动烈度评价, 一般应采用限制较严格的准则, 除非有与此相反的有效经验。4.5 基于振动矢量信息的评价在本部分中考虑的评价仅限于宽带振动而未涉及频率分量或相位。在大多数情况下, 这样做对验收试验和运行监测就足够了。然而, 对于长期状态监测和诊断, 使用振动矢量信息对发现和确定机器动态变化特别有用。在某些情况下, 这种变化只用宽带振动测量可能检测不到( 参见G B/T6 0 7 5 .12 0 1 2附录D) 。与相位和频率有关的振动信息越来越多地用于状态监测和诊断。然而, 规定这种准则已超出本部分的现有范围。这些在I S O1 3 3 7 3( 所有部分) 对机器振动状态监测的规定中详细处理。7G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9附 录 A( 规范性附录)评价的区域边界值 表A.1和图A.1所列数值适用于机组在正常工作转速稳态运行工况条件下, 在轴承上或靠近轴承处转轴相对振动的测量值。表A.1适用于正常工作转速在30 0 0r/m i n或36 0 0r/m i n, 直接连接蒸汽轮机和( 或) 发电机的燃气轮机组。图A.1适用于其他类型的燃气轮机组。这些值可以保证避免重大的缺陷或不切实际的要求。在某些情况下, 某些特殊类型机器可能需要不同的限值( 参见4.2.2.4) 。例如必须确保轴的相对位移不超过许可的轴承间隙( 见附录B) 。在其他测量位置和瞬态工况下, 可以允许较大的振动。表A.1和图A.1给出的准则是在特定测量位置的轴振动位移峰-峰值( 见G B/T1 1 3 4 8 .11 9 9 9附录B中的方法B) 。如果使用的是从测量面上一对正交的传感器输出导出的Sm a x( 参见G B/T1 1 3 4 8 .11 9 9 9附录B中的方法C) , 它取决于轴心轨迹, 则宜用较小的区域边界。作为一般指南, 表A.1和图A.1中的值应除以1.8 5。注:以往, 规定验收准则落在A区或B区, 但通常不超过区域边界A/B值的1.2 5倍( 见4.2.2.3) 。表A.1 正常工作转速在30 0 0r/m i n或36 0 0r/m i n, 直接连接蒸汽轮机和( 或)发电机的燃气轮机组各区域边界内的轴相对位移的推荐值区域边界轴转速/ (r/m i n)30 0 036 0 0区域边界轴相对位移峰-峰值/mA/B9 08 0B/C1 6 51 5 0C/D2 4 02 2 08G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9 说明:n 最大正常工作运行转速10 0 0,r/m i n;S(p -p) 轴相对位移的峰-峰值,m。对正常工作转速30 0 0r/m i n和36 0 0r/m i n, 直接连接蒸汽轮机和( 或) 发电机的燃气轮机组, 适用表A.1的振动限值。注:以往, 规定验收准则落在A区或B区, 但通常不超过区域边界A/B值的1.2 5倍( 见4.2.2.3) 。图A.1 输出功率大于3MW的燃气轮机最大工作转速与转轴相对位移在各区域边界期间的推荐值关系图9G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9附 录 B( 资料性附录)评价区域边界值和轴承间隙 对于流体动压轴承支承的机器, 为了安全运行基本的假设是在轴承油膜内的轴振动位移应当避免与轴承接触。因此, 应当保证表A.1和图A.1中评价区域边界的轴相对振动的限值与该假设一致。特别是使用小间隙轴承时需要减小该评价区域边界值。减小的必要程度取决于使用的轴承的型式以及测量方向和最小间隙的关系。本附录给出一个典型例子。假定正常工作转速30 0 0r/m i n的燃气轮机组, 用普通圆筒轴承支承, 其直径为1 8 0m, 轴承间隙比0.1%。这样, 轴承( 直径) 总径向间隙为1 8 0m。从表A.1看, 区域边界峰-峰值为:A/B 9 0m;B/C 1 6 5m;C/D 2 4 0m。这时,B/C边界值小于轴承的径向间隙, 而C/D边界值大于( 或等于) 轴承间隙。因此, 推荐区域边界的峰-峰值应相应降低, 如下例:A/B 0.4倍的轴承间隙=7 2m( 圆整到7 5m) ;B/C 0.6倍的轴承间隙=1 0 8m( 圆整到1 1 0m) ;C/D 0.7倍的轴承间隙=1 2 6m( 圆整到1 3 0m) 。所选取的系数0.4、0.6和0.7只是原则性的说明, 具体系数的选取由用户与供应商根据轴承的类型商定。上述例子适用于在轴瓦内或非常接近轴瓦处测量轴振动。在径向间隙较大的其他测量位置, 较大的限值是可以接受的。01G B/T1 1 3 4 8.42 0 1 5/I S O7 9 1 9 - 4:2 0 0 9参 考 文 献 1 I S O2 0 4 1 M e c h a n i c a l v i b r a t i o n,s h o c ka n dc o n d i t i o nm o n i t o r i n gV o c a b u l a r y2 I S O3 9 7 7 - 3 G a s t u r b i n e sP r o c u r e m e n tP a r t 3:D e s i g nr e q u i r e m e n t s3 I S O5 3 4 8 M e c h a n i c a l v i b r a t i o na n ds h o c kM e c h a n i c a lm o u n t i n go f a c c e l e r o m e t e r s4 I S O8 5 7 9 - 2 A c c e p t a n c ec o d e f o rg e a r sP a r t 2:D e t e r m i n a t i o no fm e c h a n i c a l v i b r a t i o n so fg e a ru n i t sd u r i n ga c c e p t a n c e t e s t i n g5 I S O1 0 8 1 4 M e c h a n i c a l v i b r a t i o nS u s c e p t i b i l i t ya n ds e n s i t i v i t yo fm a c h i n e s t ou n b a l a n c e6 I S O1 0 8 1 6 - 1:1 9 9 5 M e c h a n i c a lv i b r a t i o nE v a l u a t i o no fm a c h i n ev i b r a t i o nb ym e a s u r e m e n t so nn o n r o t a t i n gp a r t sP a r t 1:G e n e r a l g u i d e l i n e s7 I S O1 0 8 1 6 - 2 M e c h a n i c a lv i b r a t i o nE v a l u a t i o no fm a c h i n ev i b r a t i o nb ym e a s u r e m e n t so nn o n r o t a t i n gp a r t sP a r t 2:L a n d - b a s e ds t e a mt u r b i n e s a n dg e n e r a t o r s