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.