中國儲能網(wǎng)訊：臨界轉(zhuǎn)速簡單理解就是使轉(zhuǎn)子發(fā)生強烈振動的轉(zhuǎn)速，其取值考慮綜合成本、計算誤差。一個轉(zhuǎn)子有幾個臨界轉(zhuǎn)速，分別叫一階臨界轉(zhuǎn)速、二階臨界轉(zhuǎn)速……。臨界轉(zhuǎn)速的大小與軸的結(jié)構(gòu)、粗細、質(zhì)量及位置、軸的支承方式等因素有關。一階臨界轉(zhuǎn)速和二階臨界轉(zhuǎn)速是旋轉(zhuǎn)機械設備，包括抽蓄機組，在設計和運行過程中需要特別關注的重要參數(shù)。這些參數(shù)與機組的穩(wěn)定性和性能密切相關。
一階臨界轉(zhuǎn)速是旋轉(zhuǎn)機械在運轉(zhuǎn)過程中首次出現(xiàn)的共振轉(zhuǎn)速。當抽蓄機組的轉(zhuǎn)速逐漸接近或達到這一轉(zhuǎn)速時，機組會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，導致振動幅度顯著增加。這種振動可能對機組的正常運行產(chǎn)生不良影響，甚至可能損壞機組結(jié)構(gòu)，引發(fā)安全事故。因此，在抽蓄機組的設計和制造過程中，需要充分考慮一階臨界轉(zhuǎn)速的影響，并采取措施降低其數(shù)值或避免在工作范圍內(nèi)出現(xiàn)共振。
二階臨界轉(zhuǎn)速則是一階臨界轉(zhuǎn)速之后的另一個重要轉(zhuǎn)速點。當抽蓄機組的轉(zhuǎn)速進一步增加，達到二階臨界轉(zhuǎn)速時，機組會再次發(fā)生共振，此時的振動情況比一階臨界轉(zhuǎn)速時更為復雜和嚴重。二階臨界轉(zhuǎn)速的存在進一步增加了機組設計和運行的難度，需要更加精確的計算和優(yōu)化。
需要注意的是，一階臨界轉(zhuǎn)速和二階臨界轉(zhuǎn)速的具體數(shù)值會受到多種因素的影響，包括機組的結(jié)構(gòu)、材料、運行環(huán)境等。因此，在實際應用中，需要根據(jù)具體情況進行計算和分析，以得出準確的臨界轉(zhuǎn)速值。
大軸的設計是大容量抽水蓄能機組的研究重點之一, 其設計除影響機電設備外, 還影響土建工程。臨界轉(zhuǎn)速分析是轉(zhuǎn)子--支承系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動力學設計中最重要的內(nèi)容之一。臨界轉(zhuǎn)速分析的主要目的在于確定轉(zhuǎn)子—支承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，并按照經(jīng)驗或有關的技術規(guī)定，將這些臨界轉(zhuǎn)速調(diào)整，使其與機械的工作轉(zhuǎn)速有足夠的裕度，從而得到可靠的設計。包括軸系彎曲臨界轉(zhuǎn)速計算和扭轉(zhuǎn)臨界轉(zhuǎn)速計算的計算稿。
抽水蓄能機組主軸兩端帶有連接法蘭，用優(yōu)質(zhì)鍛鋼鍛制成，主軸上端法蘭與發(fā)電機軸下法蘭接合面高程應按機組總體布置和軸系穩(wěn)定要求確定，主軸應具有足夠的強度和剛度。能夠承受在任何工況條件下可能產(chǎn)生的作用在主軸上的扭矩、軸向力和水平力，且有可能發(fā)生的最大瞬態(tài)轉(zhuǎn)速時沒有有害的振動和擺動。臨界轉(zhuǎn)速計算應結(jié)合發(fā)電電動機統(tǒng)籌考慮。有些電站水泵水輪機結(jié)構(gòu)設計時采用的最大飛逸轉(zhuǎn)速值應不小于額定轉(zhuǎn)速的1.45倍，并且不小于水輪機最大導葉開度條件下的最大飛逸轉(zhuǎn)速。水泵水輪機和與其直接或間接連接的輔機應能在飛逸轉(zhuǎn)速下運行5min而不產(chǎn)生有害變形和損壞。
典型的軸系機械設計, 要求第一臨界轉(zhuǎn)速值應為最大飛逸轉(zhuǎn)速的1.25 倍。國內(nèi)許多工程的機組招標文件按此要求編寫。國標《發(fā)電電動機基本技術條件》此值為1.2倍。許多制造廠認為當今發(fā)電機轉(zhuǎn)子平衡特性好,1.15倍即夠。因此這個問題經(jīng)常引起爭論。對于高水頭抽水蓄能電站, 要求1.25倍的確過于苛刻, 要額外加大軸的直徑, 很難被廠家接受, 可以同意1.2倍。對較低水頭的抽水蓄能機組仍應按1.25倍要求?？紤]到國外有的電站曾經(jīng)在試運行階段出現(xiàn)過軸系失穩(wěn)事故,1.15倍不應接受。
其實抽水蓄能機組到不了二階，準則一階是飛逸的1.2倍以上，以前是1.25倍，對高轉(zhuǎn)速機組有點難，大家普遍接受1.2倍。
軸直徑對臨界轉(zhuǎn)速影響并不是太明顯，最明顯的是軸承支撐剛度和上下導距離。所以現(xiàn)在高速機組為了滿足臨界轉(zhuǎn)速，采用一根軸結(jié)構(gòu)，以此壓縮上下導距離，上下導越近，臨界轉(zhuǎn)速越高。抽水蓄能，轉(zhuǎn)速高的其絕對值相比轉(zhuǎn)速低的大很多，比如500轉(zhuǎn)的125%比200轉(zhuǎn)的125%要大很多，同時蓄能鐵心長，導軸承距離轉(zhuǎn)子中心比較遠。
但目前各支撐剛度為近似值，況且高轉(zhuǎn)速情況下的一些不確定，所以目前很多電站余量大一點，按1.25倍要求。
