汽轮机小知识：汽轮机转子临界转速影响因素

汽轮机转子的临界转速与许多因素有关，一般说来，临界转速随转子刚性的增加而增大，随质量的增加而减小，河北国源电力设备有限公司工程师对此做以下说明：

1.温度沿转子轴向分部的影响

在汽轮机中，尤其是高参数汽轮机中，沿转子轴向的温度变化是很大的。温度升高会使转子材料的弹性模量下降。对于普通的转子合金钢材料，在500-600℃温度下，弹性模量比平时下降了20%左右。所以弹性模量的下降必然引起转子临界转速的下降。

2.转子结构形式的影响

叶轮结构使转子刚度增加，同时也使转子的质量增加。大多数情况下，叶轮对转子刚度的影响大于对质量的影响。如果在计算转子临界转速时，采用三维有限元方法或精细的空间轴对称有限元方法，一般可以很好的考虑整段转子的叶轮影响，在准确模化套装叶轮的接触条件时，也能很好地考虑套装转子的影响。但是，如果采用其他计算方法，都需要在模型中单独进行修正。

3.叶轮回转效应的影响

由于转子围绕其静挠度曲线旋转，两个支承中间的转子部分作弓形回转，如果叶轮直径较大且不在跨度的中间，甚至装在转子的悬壁端上，就会产生回转力矩，使转子的临界转速发生变化。一般来说，直径大而厚度薄的叶片回转效应将增加转子的挠度，使临界转速降低。对于同一个转子，回转效应对高阶临界转速的影响比低阶的而影响要大。

4.转子联结成轴系的影响

现代大型汽轮机发电机组转子往往由汽轮机的高压转子、中压转子、低压转子以及发电机转子、励磁机转子等组成，形成多个转自用联轴器联结而成的多支点转子系统，称轴系。相邻转子用联轴器联结后，其原来的外伸端不再是自由端，相当于在转子端部加了约束，使转子刚性提高，转子的临界转速提高。一般情况下，联轴器质量增加的影响小于其刚度增加的影响，而且刚性联轴器比柔性联轴器的刚度影响更大。

5.支承弹性的影响

在上述理论分析与计算中，均假定转子支承是绝对刚性的。但是，汽轮机发电机组轴系的实际支承都是弹性的。弹性一方面来自于轴承及其基础结构的机械弹性，另一方面来自于动压滑动轴承的油膜弹性。支承弹性对轴系临界转速影响很大，一般来说，考虑轴承弹性后，转子支点的位移增加，等同于支承刚性降低，故转子临界转速计算值会降低。

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