5.2 汽轮发电机组和重型燃气轮机基础

    总体要求概括来说，在机器额定转速的±25% 频率范围内，扰力值取机器转子重量的0. 2 倍，对汽轮发电机基础进行强迫振动响应分析，基础的容许振动值采用容许振动位移控制，位移峰值不大于20μm 。

    国外主要国家和汽轮机制造厂家均采用IS0 标准。机器动扰力的取值规定参照现行国家标准《机械振动 恒态(刚性)转子平衡品质要求 第1部分：规范与平衡允差的检验》GB/T 9239.1－2006（ISO 1940-1:2003)。机器扰力的计算公式为：

式中：P_gi——工作转速时作用在基础第i点的扰力值(kN)；

    W_gi——作用在基础第i点的机器转子重力(kN)；

    G——衡量转子平衡质量等级的参数(mm/s)，由设备厂家提供，ISO标准建议采用2.5mm/s的平衡等级；

    e——转动质量的偏心距，等于转动轴与转动质量质心间的距离（mm)；

    ω——机器设计的额定运转速度时的角速度（rad/s)；

    Ω——计算不平衡力的转速时的角速度(rad/s)；

    g——重力加速度。

    当平衡等级G取2.5、机器工作频率为50Hz时，动扰力约为转子重量的0.08倍；当平衡等级G取6.3时，动扰力约为转子重量的0.2倍。

    基础容许振动限值规定参照现行国家标准《机械振动 在非旋转部件上测量和评价机器的振动 第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min 、1800r/min 、3000r/min 、3600r/min陆地安装的大型汽轮机和发电机》GB/T 6075.2-2012（ISO 10816-2:2009）。ISO标准采用四个评价区域对机器振动进行评价：

    区域A：新投产的机器，振动通常宜在此区域内。

    区域B：通常认为振动在此区域内的机器，可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。一般来说，在有适当机会采取补救措施之前，机器在这种状态下可运行有限的一段时间。

    区域D：振动在此区域内一般认为其烈度足以引起机器损坏。表5为汽轮发电机组轴承座振动速度评价区域边界的推荐值。

注：这些数值相应于在额定转速、稳定工况下在推荐的测量位置上用于所有轴承的径向振动测量和推力轴承的轴向振动测量。

    汽轮发电机基础的振动波形是基于单个正弦曲线组成，振动位移峰值与振动速度均方根值之间存在简单的变换关系，振动位移与振动速度可采用以下公式进行替换:

A＝225V/f_m      （3）

式中：A——基础的振动位移峰值(μm)；

    V——基础的振动速度均方根值(mm/s)； 

    f_m——机器的运行频率(Hz)。

    新建机组工作频率为50Hz，振动速度均方根限值为3.8mm/s，转换为振动位移峰值约0.017mm。

    综合比较动扰力和振动位移限值，现行国家标准《动力机器基础设计规范》GB 50040的振动控制要求与IS0 标准平衡等级G6.3 相当，而比ISO标准推荐采用的平衡等级G2.5要严格得多。

5.2.2 由于目前我国现行规范没有弹簧隔振汽轮发电机组基础的振动限值规定，所以本条的容许振动值是参考现行国家标准《机械振动在非旋转部件上测量和评价机器的振动第2部分：50MW以上，额定转速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陆地安装的大型汽轮机和发电机》GB/T 6075.2（ISO 10816-2)的有关规定制订的，该标准被国内外主要汽轮发电机制造商和弹簧制造商所认可，并在国内外工程中普遍使用。

    在ISO标准中，弹簧隔振汽轮发电机组基础与非隔振基础的振动控制要求没有区别。基于第5.2.1条的条文说明，实际上本标准弹簧隔振基础的振动控制限值比普通基础有所放松，当平衡等级取ISO标准推荐的G2.5时，弹簧隔振汽轮发电机组基础的振动限值与现行国家标准《动力机器基础设计规范》GB 50040普通基础相比，放大约1.1倍。

5.2.3 对于功率在3MW以上、转速范围在3000r/m～20000r/m之间、用于发电和机械驱动的重型燃气轮机，目前国内规范没有明确规定，其容许振动值是参考现行国家标准《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第4 部分：不包括航空器类的燃气轮机驱动装置》GB/T 6075.4-2001（ISO 10816—4:1998) 制订的。