В практике проектирования рабочих лопаток последних ступеней ЦНД паровых турбин используются различные концепции обеспечения их вибрационной надежности. Одна из них определяется применением свободных лопаток без связей, что позволяет провести надежную отстройку лопаток от резонансных состояний в зоне рабочей частоты вращения с достаточным запасом. При этом хорду профилей выбирают так, чтобы частота первого тона колебаний находилась выше частоты возмущений второй кратности (fд1>2np). Такие хорды имеют большие значения (иногда bкор >300 мм). Недостаток таких венцов лопаток – малое демпфирование из-за отсутствия связей и высокая вероятность автоколебательных процессов в них. Вторая концепция определяется применением лопаток с демпферными связями (бандажом или (и) проволоками), что дает более плотный спектр собственных частот колебаний колеса ступени. Число рядов проволок может быть от одного до трех (рис. 25.3, б). Зачастую на периферии лопаток применяется «интегральный бандаж», выполняемый заодно с лопатками. Недостатком таких решений является трудности в определении собственных частот, что вызывает сложности в отстройке от резонансов. Кроме того, применение проволоки снижает экономичность в проточной части турбинных ступеней на 1,5-2%.
При значительном отклонении углов натекания потока в решетках турбинной ступени от расчетных могут возникать самовозбуждаемые колебания лопаток - автоколебания, которые называют срывным флаттером. Автоколебания формируются, например, при повышенном противодавлении в ступени. Тогда при малых расходах через последнюю ступень турбины имеет место отрицательный угол атаки и возникают условия для срывного флаттера. На рис. 25.4 показаны границы режима работы последней ступени ЦНД, где область высоких вибрационных напряжений при давлении в конденсаторе рк>рпр определяется повышенными возбуждающими силами, вызывающими вынужденными колебаниями лопаток. Предельные значения давления рпр задаются заводом-изготовителем и обычно равны 12…25 кПа. По диаграмме рис. 25.4 работа ступени вне заштрихованной зоны недопустима по условиям вибрационной надежности.
Рис. 25.4. Режимы работы последней ступени с областями:
Допустимой работы; 2 – возникновения самовозбуждающихся колебаний; 3 – высоких вибрационных напряжений
Таблица 25.1. Таблица отстроек от резонансных состояний лопаточного аппарата
| Тип лопаток | Возмущающие силы I-го рода (fв=kn) | Возмущающие силы II-го рода (fв=zcn) | ||||||
| А0 | В0 | А1 | А0 | В0 | А1 | |||
| «короткие » fд=fст ³500 Гц | Отстройка невозможна и не нужна. Необходимо уменьшать динамические напряжения в лопатках |
Опасная зона
|
Опасная зона
| |||||
| «средние » 300< fд <500 | ||||||||
| «длинные » fд £300 Гц | Отстройка от k=2…6 | Ликвидация прошивкой проволокой | Отстройка от k=2…6 | Не опасны, т.к. 
| ||||
Примечание: 1. Вместо fдА0 можно иногда использовать fст.А0, так как в данном случае поправка на влияние вращения на частоту собственных колебаний пакета по тону А0 мала.
2. f0 – частота первого тона единичной лопатки без бандажа.
Таблица 25.1. Таблица отстроек от резонансных состояний лопаточного аппарата
| Тип лопаток | Возмущающие силы I-го рода (fв=kn) | Возмущающие силы II-го рода (fв=zcn) | ||||||
| А0 | В0 | А1 | А0 | В0 | А1 | |||
| «короткие » fд=fст ³500 Гц | Отстройка невозможна и не нужна. Необходимо уменьшать динамические напряжения в лопатках |
Опасная зона
|
Опасная зона
| |||||
| «средние » 300< fд <500 | ||||||||
| «длинные » fд £300 Гц | Отстройка от k=2…6 | Ликвидация прошивкой проволокой | Отстройка от k=2…6 | Не опасны, т.к. 
| ||||
Примечание: 1. Вместо fдА0 можно иногда использовать fст.А0, так как в данном случае поправка на влияние вращения на частоту собственных колебаний пакета по тону А0 мала.
2. f0 – частота первого тона единичной лопатки без бандажа.
Таблица 25.1. Таблица отстроек от резонансных состояний лопаточного аппарата
| Тип лопаток | Возмущающие силы I-го рода (fв=kn) | Возмущающие силы II-го рода (fв=zcn) | ||||||
| А0 | В0 | А1 | А0 | В0 | А1 | |||
| «короткие » fд=fст ³500 Гц | Отстройка невозможна и не нужна. Необходимо уменьшать динамические напряжения в лопатках |
Опасная зона
|
Опасная зона
| |||||
| «средние » 300< fд <500 | ||||||||
| «длинные » fд £300 Гц | Отстройка от k=2…6 | Ликвидация прошивкой проволокой | Отстройка от k=2…6 | Не опасны, т.к.
| ||||
Примечание: 1. Вместо fдА0 можно иногда использовать fст.А0, так как в данном случае поправка на влияние вращения на частоту собственных колебаний пакета по тону А0 мала.
2. f0 – частота первого тона единичной лопатки без бандажа.