水电技术|9FA重型燃气轮机转子高速动平衡研究

水电之家讯：导读：对9FA重型燃气轮机转子高速动平衡试验方法、平衡方法、平衡设备等做了详细的介绍，同时也介绍了GE 公司的低速平衡方法，为9FA 燃气轮机转子今后的高速动平衡提供了可资参考和借鉴的经验。

9FA重型燃气轮机的相关技术是哈尔滨汽轮机厂有限责任公司从美国GE公司引进，是国家863重点项目之一。在GE的燃气轮机发展史上从没有对燃气轮机转子做过高速动平衡，各种型号(例如6、7、9、B \E \F \H 系列) 的燃气轮机转子都是低速动平衡。燃气轮机转子组装前，分别对每个部件进行精确平衡，来控制转子不平衡量的分布状态。GE的燃气轮机工厂没有高速动平衡的设备，不具备对燃气轮机转子进行高速动平衡的条件。国外的三菱、阿尔斯通等公司都已经开始对燃气轮机转子进行高速动平衡试验，我们没有GE的经验可以借鉴，一切都要靠自己摸索。要完全摆脱GE的低速平衡方式，进行高速动平衡存在很大的难度，但是如果试验成功将填补我国9F级重型燃气轮机进行高速动平衡的空白，意义十分重大。

1 9FA燃气轮机转子结构简介

9FA燃气轮机是GE 公司与GEC Alsthom公司联合开发的，通过对MS7001F型燃气轮机的模化放大( 除轴承和燃烧室以外) ，模化系数为1.2，制成了50Hz 的9FA 型燃气轮机，输出功率212.2MW，发电效率34.1%。第一台9FA型燃气轮机发电机组于1991 年8 月在美国南卡罗莱纳州的格林维尔( Greenville)厂制造成功并满意地运行。

9FA型燃气轮机结构图见图1，主要部件的结构、性能和材料的情况如下:

压气机为18级轴流式，压比为15.4，空气质量流量为645kg/s。前两级为跨音速级，带可调进口导叶，用于调节透平的排气温度，提高运行效率。第9级和第13级开有排气口，以配合启动过程。用多根IN 738合金钢的轴向拉杆将叶轮连接成刚性转子，末级叶轮上附有一向心式透平槽道，将压缩空气引入中心孔，用于透平段的冷却。转子的一阶临界转速高于同步转速20%。

透平为3级轴流式，应用压气机的排气冷却。第1、2级动叶应用空气内冷，并采用真空等离子喷涂保护涂层。第3级动叶不冷却，但应用堆积涂层保护。第1级动叶无围带，第2、3 级动叶应用整体的乙形围带。3 级静叶都应用空气内冷，第1、2级静叶设计成2 叶片块结构，应用真空等离子喷涂合金保护涂层。第3级静叶设计成三叶片块结构，应用堆积涂层保护。

整个转子总重约为78t，为两支撑结构，两轴承之间跨距为8253mm，轴颈尺寸为550.672mm，转子工作转速为3000r/min。

2 平衡设备及测量系统

高速动平衡试验设备为德国申克公司的DH12型支撑摆架，此摆架设计平衡转子最大吨位320t，最高转速为4320r/min，完全能够满足9FA燃气轮机转子的高速动平衡要求。

具体平衡设备参数如下:

平衡转子重量: 32t～320t;

每个轴承座允许的最大静载:160t;

轴颈直径: 最大1000mm;

每个轴承的最大油量: 2200L/min;

平衡转速( 无级调速) : 3600r/min,超速到4320r/min;

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