ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
АГРЕГАТЫ ПАРОТУРБИННЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ
НОРМЫ ВИБРАЦИИ ВАЛОПРОВОДОВ И ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ
ГОСТ 27165-86
Издание официальное
Цена 3 коп.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
УДК 621.165:534.1.08:006.354 Группа Е29
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
АГРЕГАТЫ ПАРОТУРБИННЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ
Нормы вибрации валопроводов и общие требования к проведению измерений
ГОСТ
27165-86
Stationary steam-turbine aggregates.
Vibration norms of coupled rotor systems and general requirements for carrying out measurements
O\n 42 7724
Срок действия с 01.01.83 до 01.01.93 Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на стационарные энергетические паротурбинные агрегаты (далее - турбоагрегаты), состоящие из паровой турбины, синхронного генератора и возбудителя мощностью 500 МВт и более рабочей частотой вращения 50 и 25 с-1, укомплектованные аппаратурой для контроля вибрации роторов.
Стандарт устанавливает допустимый уровень вибрации валопроводов турбоагрегатов, находящихся в эксплуатации и принимаемых в эксплуатацию после монтажа, а также общие требования к проведению измерений.
1. НОРМЫ ВИБРАЦИИ
!В качестве нормируемых параметров допускается исполь-зовз [ ь:
максимальное пиковое значение размаха относительных виброперемещений шеек валопровода, выбранное из результатов измерений в двух взаимно перпендикулярных направлениях У и X в контролируемых сечениях Spy и Spx;
максимальное значение модуля относительных виброперемещений шеек валопровода турбоагрегата в контролируемых сечениях S,n,x=max К SyO i-SVO > где Sf/(t) и Sx(t) — мгновенные значения относительных виброперемещений шейки ротора в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
С. 2 ГОСТ 27165—86
1.2. Максимальное пиковое значение размаха относительных внброперемещений шеек валопровода в сечениях, расположенных у торцов вкладышей каждого опорного и опорно-упорного подшипника со стороны цилиндров турбины или статоров генератора и возбудителя при рабочей частоте вращения и любых режимах эксплуатации, не должно превышать 1:
150 мкм — для турбоагрегатов номинальной частотой вращения 50 с-1;
200 мкм — для турбоагрегатов номинальной частотой вращения 25 С”1.
1.3. Максимальное значение модуля относительных виброперемещений шеек валопровода в указанных в п. 1.2 местах и условиях эксплуатации не должно превышать1:
75 мкм — для турбоагрегатов номинальной частотой вращения 50 с-1;
100 мкм — для турбоагрегатов поминальной частотой вращения 25 с"1.
1.4. Оценку вибрационного состояния турбоагрегата осуществляют на основании одновременного выполнения требований пп. 1.2 или 1.3 настоящего стандарта и ГОСТ 25364—82 (нормирующего вибрацию опор подшипников).
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЕ
2.1. Вибрацию валопровода следует измерять при помощи многоканальной стационарной аппаратуры для непрерывного одновременного контроля максимального пикового значения размаха относительных виброперемещений или максимального значения модуля внброперемещений всех шеек валопровода относительно вкладышей подшипников в контролируемых сечениях.
2.2. Показания аппаратуры следует регистрировать многоточечными самописцами, а также индикацией по вызову значений на указателе. Измерительная аппаратура должна обеспечивать предупредительную и аварийную сигнализацию и защиту на отключение турбоагрегата при превышении допустимого уровня вибрации валопровода или его внезапном изменении, а также иметь аналоговые выходы.
Примечание. Под внезапным изменением значения уровня вибрации понимают его изменение не менее чем на 30—40 мкм за время не более 5 с и длительностью не менее 10 с.
2.3. Аппаратура должна обеспечивать измерение максимального значения относительных внброперемещений валопровода в диапазоне частот 10—500 Гц.
2.4. Пределы измерений максимальных значений модули относительных виброперемещепий валопровода: 25—250 мкм и 50— 500 мкм.
2.5. Аппаратура должна измерять статическое смещение валопровода в диапазоне ±0,5 мм при установочном зазоре 2,0—0,5 мм.
2.6. Дагчпки должны нормально работать при температуре окружающей среды до 150°С, влажности до 98%, воздействии магнитного поля частотой 50 Гц до 400 Л/м и быть защищенными ог воздействия турбинного масла и жидкости ОМТИ.
2.7. Диаметр датчика не должен превышать 10 мм.
2.8. Датчик должен работать без снижения точности измерений при минимальном расстоянии между его корпусом и близлежащей боковой поверхностью вкладыша подшипника или выступом вала 7 мм.
2.9. Основная погрешность измерения виброперемещений шеек валопроводов не должна превышать ±10 %.
2.10. Основная погрешность измерения зазоров (статических перемещений) не должна превышать ±5%.
2.11. Каждый капал виброаппаратуры совместно с датчиком и соединительным кабелем должен быть оснащен устройством сквозного контроля работоспособности и сигнализации повреждения канала без съема с объекта измерения. При повреждении аппаратуры систему защиты не следует включать.
3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Объектом измерения являются вибрации всех шеек валопровода относительно опор подшипников.
3.2. Бесконтактные датчики устанавливают на торцах вкладышей всех подшипников валопровода со стороны цилиндров турбин или статоров генераторов и возбудителей.
3.3. В каждом контролируемом сечении валопровода устанавливают два датчика, ориентируемые в двух взаимно перпендикулярных направлениях — в вертикальном и в горизонтально поперечном направлениях по отношению к оси валопроводов турбоагрегатов.
Примечание. При установке датчиков допускается отклонение от взаимно перпендикулярного расположения в пределах ±5 %.
3.4. ^Максимальное значение модуля относительного виброперемещения шейки ротора Smax получают преобразованием аппаратурой сигналов двух датчиков, пропорциональных Sy(t) и
3.5. В процессе эксплуатации турбоагрегатов результаты изме
рений виброперемещений шеек роторов регистрируют при помощи приборов и заносят в эксплуатационную ведомость машиниста. При этом должны быть зафиксированы рабочие параметры турбоагрегатов. ___
О’»
С. 4 ГОСТ 27165—86
ПРИЛОЖЕНИЕ Справочное
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ ВИБРАЦИИ ВАЛОПРОВОДОВ ТУРБОАГРЕГАТОВ
1. Контрольное значение для расчетов — максимальное среднее квадратическое значение составляющей 1-й гармоники виброскорости подшипниковых опор на рабочей частоте вращения, устанавливаемое ГОСТ 25466—82 и равное
1.8 мм с-1; при этом для обеспечения эксплуатации паротурбинных агрегатов со средним квадратическим значением виброскорости опор подшипников не выше
2.8 мм-с-’ допускаемые амплитуды 1-й гармоники внброперемещений опор после балансировки должны быть не более:
Д1 = 8 мкм— для турбоагрегатов рабочей частотой вращения 50 с~’; /.= = 16 мкм — для турбоагрегатов рабочей частотой вращения 25 с-1.
2. В качестве исходной величины для определения нормативных значений относительной вибрации валопровода турбоагрегата принимается модуль остаточной динамической реакции опор Q, определяемый по эмпирической зависимости
<2—0,05 А'/Аъ
где 60 — масса валопровода, приходящаяся на опору, т; Kt=l,5 — коэффициент, учитывающий увеличение модуля остаточной динамической реакции опор в условиях электростанции, по сравнению с результатом заводской балансировки из-за дефектов соединения роторов в валопровод и влияния режимных факторов.
3. В таблице указаны массы роторов турбоагрегатов мощностью 500 и 1000 МВт рабочими частотами вращения 50 с"1 и 25 С”1, а также некоторые динамические характеристики опор и масляного слоя.
Максимальные значения модуля относительных внброперемещений валопровода в сечениях, расположенных у торцов вкладышей со стороны цилиндров турбины или статоров генератора и возбудителя, могут быть определены из соотношения
Q
A'niux—А ■ Ац ' А | ’ А 5 ’ I
где Аг — коэффициент, учитывающий увеличение амплитуды вибропсремещсвлй для горизонтального направления (Аэ«1 - - - 3);
Аз — коэффициент, учитывающий увеличение модуля радиуса-вектора ио сравнению с максимальным компонентом для направления вдоль большой осн орбиты прецессирующего вала (А'3^1 ... 1,4);
Ki — коэффициент, учитывающий наличие высших гармоник в спектре колебаний валопровода (/С4« 1,1 ... 1,3);
As — коэффициент, учитывающий увеличение модуля внброперемещений при переходе от центра вкладыша к его торцу (Аэ^СО • •• 1,2);
Cvv — коэффициент жесткости масляной пленки подшипника в вертикальном направлении.
Принимая для расчета средние значения коэффициентов Ki(njtKtcp = 3,2), получим значения Smax, приведенные в таблице.
4. Фактические опытные значения динамической податливости опер б представлены в таблице. Несмотря на значительный разброс внброхарактсрнстлк различных опор, можно констатировать, что для турбоагрегатов ТЭС выполняется условие dmax<0,5 мкм/кН, а для «тихоходных» турбоагрегатов АЭС —
dm ах <0,3 мк.м/кН, при которых обеспечивается удовлетворительное вибрационное состояние турбоагрегатов.
Обозначения основных параметров виброперемещения валопровода в контролируемом сечении приведены на чертеже.
Траектория виброперемещення контролируемого сечения ротора
О — центр траектории; Хс, Ус—статические смещения оси ротора; К — произвольное положение центра сечения ротора; Р — положение центра сечения ротора при максимальном виброперемещенни; Smax — максимальное значение виброперемещения; Sx(t), Sv(t) — текущие значения виброперемещения центра сечения ротора по направлению осей X и У: Srx, Spjf — максимальное пиковое значение размаха вибро-перем ешений
Амплитуды основной гармоники виброперсмещсний опор, найденные из выражения /l==Qd, приведены в таблице.
Как видно из таблицы, при выполнении условий:
Smax<50 мкм — для турбоагрегатов рабочей частотой вращения 50 с-1 и Smax<100 мкм — для турбоагрегатов рабочей частотой вращения 25 с-1 амплитуды основной гармоники виброперемещений опор не превышают соответственно 8 и 16 мкм, установленных ГОСТ 25466—82.
5. Значения Smax (см. таблицу), определенные по предложенной методике, можно отнести к следующим трем группам: Smax = 20—30 мкм ■— роторы массой до 50 т; Smax =35—50 мкм — роторы массой до 100 т; Smax = 70—100 мкм— роторы массой более 100 т.
Тин турбоагрегат | Тип ротора | Магса ротира, т | Тип подшипника | ?н | хН/мкм | МММ | 6. мкм/кН | А. мкм |
К-500-240-2 | РСД | 22 | Сегментный | 7.7 | 1.3 | 19,2 | 0,08 | 0,6 |
К-500-240-2 | РИД | 44 | Эллиптический с | 15,4 | 1.7 | 29,0 | 0.17 | 2.6 |
К-800-240-3 | РСД | 34.2 | выборкой вверху | 12,0 | 1.5 | 25,2 | 0.38 | 4.6 |
К-800-240-3 | РИД | 37 | 13,0 | 1.7 | 24.3 | 0.48 | 63 | |
К-800-240-3 | РГ | 90 | То же | 31,5 | 2.1 | 48.0 | 0,26 | 8,2 |
К-1000-60/3000 | РИД | 83 | > | 29,0 | 2.1 | 44,1 | 0,25* | 73 |
К-500-60/1500 | РВД | 70 | Эллиптический | 24,5 | 2J2 | 35,5 | 0,13 | 3.2 |
К-500-60/1500 | РИД | 167 | с выборкой ввер- | 58.5 | 2,4 | 78,1 | 0,13 | 7,6 |
К-500-60/1500 | РГ | 151 | ху | 52.9 | 23 | 73,6 | 0.19 | Ю.О |
К-1000-60/1500 | РВД | 47 | То же | 16.5 | 2.0 | 26.5 | 0,10 | 1.6 |
К-1000-60/1500 | РИД | 167 | > | 58Д | 2.4 | 78,0 | 0.27 | 15.8 |
К-1000-60/1500 | РГ | 220 | > | 77.0 | 2.5 | 98,5 | 0.18 | 13.9 |
6 ГОСТ 27165—86
* По ТУ на проектирование фундамента.
Примечание. РВД, РСД, РИД, РГ — соответственно роторы высокого, среднего, низкого давления турбины н ротор генератора;
Q — модуль остаточной динамической реакции опор;
— динамическая жесткость масляного слоя подшипника в вертикальном направлении;
.S‘i.,.,x • максимальный модуль относительных колебаний вала;
Л — динамическая податливость опоры в вертикальном направлении; Д — амплитуда вибрации опоры.
Поскольку последняя группа роторов относится к «тихоходным» турбоагрегатам АЭС, а «легкие» роторы первой группы подвержены существенному влиянию более массивных роторов валопровода, и отсутствует достаточный опыт эксплуатации турбоагрегатов мощностью 1000 МВт частотой вращения 50 с-1» предложены следующие нормативные максимальные значения модуля относительного виброперемещения валопровода:
Smax = 75 мкм — для турбоагрегатов номинальной частотой вращения 50 с-*; Smax = 100 мкм — для турбоагрегатов номинальной частотой вращения 25 с-1.
Исходя из этого, в соответствии с рекомендациями стандарта ИСО 7919/1, нормативные пиковые значения размаха относительного виброперемещения валопровода в вертикальном Spx и горизонтальном SPtf направлениях могут быть определены из выражения
max—
откуда Spmax:
150 мкм — для турбоагрегатов номинальной частотой вращения 50 с-:;
200 мкм — для турбоагрегатов номинальной частотой вращения 25 с- .
Редактор О. К. Абашкова
Технический редактор Г. А. Теребинкина Корректор В. М. Смирнова
Сдано в наб. 12.01.87 Подп. в печ. 10.03.87 0,75 усл. п. л. 0,75 усл. кр.-отт. 0.45 уч.-изд. л. Тир. 10 000 Цена 3 коп.
Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. 123840, Москва, ГСП. Новопресненский пер., 3
Тил «Московский печатник». Москва, Лялнн пер., 6. Зак. 203
Величин»
Единиц» | |
Наименование | Обозначение |
международное | русское |
ОСНОВНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ
Длина | метр | m |
Масса | килограмм | kg |
Время | секунда | s |
Сипа электрического тока | ампер | А |
Термодинамическая температура | кельвин | К |
Количество вещества | моль | mol |
Сила света | кандела | cd |
м
кг
с
А
К
моль
КД
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ
Плоский угол 'Телесный угол
радиан
стерадиан
rad
sr
рад
ср
ПРОИЗВОДНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ, ИМЕЮЩИЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ
Величина | Единица | Выражение через основные и до* попммтельные единицы СИ | ||
Наимсиоаа-мне | Обозначение | |||
международное | русское | |||
Частота | герц | Hz | Гц | с-1 |
Сила | ньютон | N | н | мкг-с-2 |
Давление | паскаль | Ра | Па | м_| ■ кг- С"2 |
'Энергия | джоуль | J | Дж | М2 КГС-2 |
Мощность | ватт | W | Вт | м2- кг-с-3 |
Количество электричества | кулон | С | Кл | с А |
Электрическое напряжение | вольт | V | В | м2- кг- с~3 • А~’ |
Электрическая емкость | фарад | F | Ф | м~2кг~* - с 4 А2 |
Электрическое сопротивление | ом | £2 | Ом | м2-кг-с"3 - X.”2 |
Электрическая проводимость | сименс | S | См | м“2-кг~'-с3-А2 |
Поток магнитной индукции | вебер | Wb | Вб | мг - кг - сл-А"‘ |
Магнитная индукция | тесла | т | Тл | кг с-2 -А*1 |
И; <ду ктивность | генри | и | Гн | м2 кг с~2-А-2 |
Спотовой поток | люмен | Im | лм | КД ср |
Освещенность | люкс | 1х | лк | М”2 • КД - С 1 |
Активность радионуклида | беккерель | Bq | Бк | С-1 |
Поглощенная доза ионизирую- | грэй | Gy | Гр | м2 • с-2 |
щего излучения Эквивалентная доза излучения | зивеот | Sv | Зв | м2 • с-2 |
1
Методика определения допустимых значении вибрации валопроводов изложена в справочном приложении.