葉片頻率監(jiān)測工作是確保電站汽輪機安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定、滿發(fā),防止汽輪機重大事故的一項重要措施。葉片測頻的目的是及時發(fā)現(xiàn)問題,消除事故隱患,防止汽輪機葉片在啟動、運行期間由于葉片振動特性不良引起葉片損壞事故;在發(fā)生葉片事故時,根據(jù)頻率測試結果,為分析事故提供依據(jù);根據(jù)歷次測得的頻率變化趨勢及同類型葉片的安全運行情況,指導檢修工作,逐步實現(xiàn)預測性維修。
本程序根據(jù)中華人民共和國機械行業(yè)標準 JB∕T 6320-2017 汽輪機動葉片測頻方法制定,既包括了目前大都采用的自振法也保留了傳統(tǒng)采用的共振法
具體功能如下:
1、自振法或共振法掃頻法對瞬態(tài)激勵的葉片自由衰減振動信號進行采集和頻率分析。
2、根據(jù)標準JB∕T 6320-2017規(guī)定的單個葉片(安裝在測試臺上或在軸系上)各種測試方法(包括自振法和共振法、正弦掃頻和脈沖錘擊)的自振頻率(1階或前4階)的自動測量、數(shù)據(jù)列表、分散度自動或手工統(tǒng)計以及統(tǒng)計報告。3、 對某1級的多個葉片的測量結果手動或自動記錄并進行統(tǒng)計分析,計算該級全部葉片的最大最小分散率。
3、 任意查詢某1次監(jiān)測的全部葉片中任1個葉片的波形、頻譜或頻響函數(shù)及打印測試報告。
葉片頻率檢測的內(nèi)容:
新投運機組或大修機組測定調(diào)頻葉片級的切向AO(一階)頻率,對長葉片應當按設計要求測定多階振動頻率。對頻率分散率和共振安全率進行評價。
第1次使用的葉片,除了上述內(nèi)容外,根據(jù)情況和需要測定單片(組)的帶節(jié)線頻率,成組BO 型、A1 型振動頻率;測定葉輪 - 葉片系統(tǒng)振動頻率、成組軸向X、U、S 型振動頻率;測定不調(diào)頻葉片(葉片工作高度≥150mm)的切向AO 型頻率。
測頻方法:根據(jù)激振方法可以分為二種;
自振法:將葉片處于自由衰減振動下測定其固有頻率,例如敲擊法。用 FFT對振動加速度響應進行頻譜分析可以獲得多階固有頻率,適用于各種振型頻率的測量。錘擊方向根據(jù)需要測量的振型決定。如果采用雙道FFT分析,將力傳感器信號與加速度響應信號同時進行FFT 則不僅可以獲得固有頻率還可以經(jīng)過擬合得到模態(tài)阻尼以及進行模態(tài)分析得到振型。自振法測量葉片頻率方便、準確,已被電力系統(tǒng)接受。
共振法:用激振器調(diào)頻使得葉片在強迫振動下產(chǎn)生共振,這是傳統(tǒng)的葉片測頻方法。測量比較麻煩,效率低。傳統(tǒng)方法采用示波器李薩如圖轉(zhuǎn)向來確定共振頻率。由激振器產(chǎn)生一定的激振力施于被測葉片,調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出頻率,使示波器的李薩如圖形為振幅最大的橢圓;在此頻率值附近進行微調(diào),若相位演變,以振幅最大時的信號發(fā)生器的輸出頻率為葉片某階振型的頻率。繼續(xù)調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出頻率,可依次測得其他各階振型的頻率。由于CRAS數(shù)據(jù)采集箱具有掃頻輸出的功能,不再需要用示波器李薩如圖形判斷相位變化來找共振點,而只需設定一個掃頻搜索范圍以及葉片測頻精度即掃頻間隔步長,根據(jù)在此掃頻范圍內(nèi)振動加速度幅值響應的最高點來確定該葉片的自振頻率。由于共振法試驗效率低,為了節(jié)省時間,建議任選一個葉片先用自振法找到所需階數(shù)的大致頻率,在這頻率范圍附近對全部葉片依次進行掃頻。
為了與 JB/T 6320-92 標準一致,本程序的共振法測頻仍然保留示波器法。采用示 波器法不需要進行 FFT頻譜計算,直接根據(jù)正弦激振信號和加速度響應信號進行雙通道示波。