截止到2023年8月,某汽轮机厂引进SIEMENS技术生产的超(超)临界660MW、1000MW汽轮机已投产266台,在国内同容量、同参数机组的占比已经超过50%。该系列机组的(超)高压缸轴承结构型式相同、尺寸相近,普遍存在振动超标且波动剧烈问题,属于家族性缺陷。为此,西安热工研究院有限公司与合作单位针对SIEMENS技术汽轮机高压缸轴承振动问题,系统地开展了数值模拟、试验分析与工程实践研究,主要包括: 1)创建了振动与轴承润滑流场耦合效应模型,提出轴承振动改变了润滑油膜的边界分布,率先揭示了SIEMENS技术汽轮机(超)高压转子不稳定振动的故障机理。2)对(超)高压缸轴承支撑系统的刚度贡献进行溯源分析,提出轴承-接触球面-支座系统的三维调频协同设计方法,发明了刚度可调的新型轴承,实现了支撑系统动刚度设计的宽幅调节,有效抑制振动幅值。 3)设计了新型轴承安装调整的标准件,给出关键参数的限值,制定了现场调整工艺,实现了支撑系统安装与调整的标准化。本项目从研发初始阶段,就逐步将开发出的技术模块陆续应用到工程实践中,直至最终整合应用,共处理了60余台次该型机组(超)高压轴承振动问题,取得显著的安全和经济效益。