大型发电机高频轴系扭振下PSS附加阻尼特性仿真研究

从发电机Heffron-Philips模型出发,分析发电机及励磁系统在涵盖有功低频振荡和轴系扭振在内的0.1~40Hz范围内无补偿相频特性,同时给出电力系统稳定器模型(PSS-1A、PSS-2B和PSS-NB)在0.1~40Hz的相频特性,并从理论上分析其在大型发电机组发生高频轴系扭振时的阻尼特性,最后通过一个高频零阻尼RTDS仿真系统进行验证。

Repacking practice for G-3 engineering driller power unit with drive shaft of dual channel reverse circulation

In order to satisfy operating requirements for constant core drilling technology in reverse circulation with hollow-through DTH,the power unit of G-3 engineering driller was ameliorated. The new one with dual channel drive shaft, achieved the perfect assemble with transmission structure of the original power unit. It could interconvert according to need by using two sets of drive shafts with direct and reverse circulation. The repacked G-3 engineering driller carried on experiment in the field test in Luanchuan molybdenum mine of Henan, whose effect was very good.

水电机组轴系-调速耦合系统动态特性分析

水电机组轴系-调速耦合系统动态特性尚未揭示,制约机组调节优化控制。为此,建立了水电机组不同运行模式轴系-调速耦合系统非线性数学模型,研究分析了耦合系统的非线性动态响应特性。首先,采用Hopf分岔理论分析调速系统稳定域和分岔特性。进一步,仿真分析机组不同运行模式轴系-调速耦合系统的时频动态响应特性。结果表明:机组孤网和并网运行调速系统均存在超临界Hopf分岔,机组并网模式调速器参数稳定域较孤网模式增大。机组并网模式调速系统机组、电网频率动态响应存在多频特性,轴系振动会引发调压室水位动态响应超超低频振荡。并网与孤网模式相比并网模式系统动态响应超调量增大,调节时间缩短。机组孤网和并网运行轴系振动均为多频拟周期振动,但孤网模式轴系振动特性更复杂。

基于Isograph的光电非接触式轴功率测量系统可靠性分析

为提升光电非接触式轴功率测量系统的可靠性,顺利完成船舶轴系工作状态实时监测任务,基于Isograph软件对该系统进行失效模式、效应与致命度分析。利用Isograph软件建立故障树,计算并分析该系统的各零部件对其可靠度的影响。针对该系统的薄弱环节(比如焊接的可靠性和码盘安装位置的准确性),利用有限元仿真分析软件ANSYS Workbench和三维建模软件Solidworks对系统的主要硬件(探头和码盘)进行模态分析,结果表明:在同一环境中,相比探头,码盘更易因强烈的振动而发生变形、断裂等机械故障。在实际应用该系统时,要保证组装、焊接的可靠性,以及码盘与轴线的垂直度;同时,根据机舱的实际工作环境,选用抗振性能较好的材料。

面向电网最大频率偏差的风电机组短时频率支撑最优策略与机理

当电网出现有功缺额并导致频率跌落时,风电机组可以通过释放自身轴系动能为电网提供短时频率支撑(short-term frequency support,STFS)。如何利用有限的风电机组轴系动能最大限度地支撑电网频率,是当前研究的热点问题。针对风电机组可释放动能和电网频率变化率约束下的电网最大频率偏差最小化问题,该文提出一种基于有功功率互补控制(active-power complementation control,ACC)的风电机组STFS策略,揭示STFS过程中风电机组的最小动能释放机理,并证明采用ACC释放全部轴系动能的STFS策略为上述问题的最优解。最后,基于含风电的电网动模实验平台的实验结果验证该文提出STFS策略的可行性与频率支撑效果。

动力传动轴动平衡工艺研究与应用

某型动力传动轴结构复杂,外表面花键涂层不允许磨损,动平衡在工作全转速下进行,高转速旋转时不平衡量值会产生波动,对动平衡工装及工艺方法要求高。开展动力传动轴动平衡工艺研究,采用理论计算和平衡试验相结合的分析方法,通过动平衡工装设计优化,采用如双频测速、雷达图监控、不平衡量的矢量图等分析先进动平衡方法,实现了动力传动轴动平衡故障和难点攻克,形成了一套实用有效的平衡工艺流程。

某特长铁路隧道斜井转正洞施工通风方式研究

为研究铁路隧道施工通风的最佳方式,以某铁路隧道工程为依托,通过比较不同通风方式所需的风机功率及预计耗损电费选取最佳通风方式,同时利用Fluent软件对最佳通风方式进行数值计算,从而得出风流随距掌子面距离的运移规律。经过对通风方案的比选及数值计算,得出最佳通风方式为大功率串联压入式,其中3号斜井工区正洞段需要132×2kW的风机,4号斜井工区正洞段需要110×2kW的风机。3,4号斜井的斜井段和正洞段纵向风速变化规律均为先增大后减小最后趋于稳定,选取的风机型号可以满足通风需求。风带直径过大时会增加通风阻力,同时还会影响衬砌台车经过。考虑隧道实际施工情况,3号斜井工区斜井段风带直径选取1.8m,正洞段风带直径选取2m;4号斜井工区斜井段和正洞段风带直径均选取1.8m。

150 MW级新兴生物质发电机组用Cr-Ni-Mo-V钢转轴锻件制造工艺研究

对于150 MW级Cr-Ni-Mo-V钢发电机转轴锻件的制造工艺要点进行阐述,通过采用下注单真空钢锭制造技术路线,对其主要热加工工序制造工艺进行研究以及产品试制,经过各项理化检验,转轴锻件的化学成分、力学性能等指标满足技术要求。

上运带式输送机轴功率计算方法的探讨

传动滚筒轴功率是带式输送机的重要设计参数。以中部张紧式带式输送机为研究对象,探讨其传动滚筒轴功率计算的阻力计算法、张力计算法和简易计算法三种方法。通过应用三种方法对工程算例的结果比较分析,验证了三种计算方法带式输送机轴功率的特点和适用性,为设计者对输送机的设备选型提供了参考。

水轮机调节系统与轴系耦合模型对系统参数的敏感性分析

抽水蓄能电站频繁地暂态过程对轴系振动有重要影响,建立一个能够反映水电机组暂态响应的调节系统与轴系的耦合模型对于研究抽水蓄能电站的安全运行至关重要。以拉日朗日公式推导的扭矩方程为纽带,构建了水轮发电机组调节系统与考虑多振动诱发因素的轴系系统的瞬态耦合模型。计算了甩不同负荷下轴系的动态响应过程,分析了发电机偏心质量以及发电机励磁电流对轴系暂态过程的影响。研究发现,甩去的负荷越多,轴系在动态响应的过程中振动越剧烈,甩30%负荷,甩60%负荷,以及甩100%负荷后,发电机转子在x方向上的振幅较甩负荷前分别增加了68.7%,109.3%,以及126.3%。发电机的偏心质量越大,水轮发电机组轴系在动态响应过程中的幅值越高,系统越不稳定,而励磁电流越大,轴系在响应过程中的幅值越小,越有利于系统稳定运行。本文的目的是为水轮发电机组调速系统-轴系系统瞬态耦合模型的建立提供一种方法,探讨和评价甩负荷下瞬态耦合模型的参数敏感性,保障机组暂态下的安全稳定运行。

催化裂化三机组能效实时计算与应用

催化裂化装置三机组能效计算影响因素众多、耦合作用强,结合主风机、烟气轮机的动力学、热力学性质以及电机特性,构建了能效计算模型,可实现三机组能效的实时计算。以某催化裂化装置为例,进行了能效计算的验证,并对机组能效的影响因素进行了分析,结果表明:通过设计、操作与维护协同优化,提高有效烟气流量、温度和压力,降低烟机背压,采用高效叶片,减少烟机结垢,优化主风机设计选型等措施均可有效提升三机组能效。

半自磨机涨肚控制探讨

基于半自磨涨肚过程功率、轴压、顽石、介质与物料冲击衬板的声音变化,判断半自磨涨肚过程,针对涨肚过程的不同阶段,分析半自磨关键控制点,有效避免涨肚现象的发生,提高半自磨对矿石的适应性,促进半自磨磨矿效率的提升。

某型燃汽轮机动力输出轴的强度分析

燃汽轮机动力输出轴具有不同于柴油机等的结构设计,且需要承受较大外载。为提高燃气轮机的可靠性、可用性以及可维护性,文章利用理论简化方法及有限元软件ANSYS对某型燃气轮机动力输出轴进行强度、刚度分析。通过分析得出,该轴结构设计满足燃气轮机工作需要,其建模及计算分析方法为履带车辆用燃汽轮机的设计提供理论依据及分析方法。

抽水蓄能电站竖井专用提升机设计与应用

随着抽水蓄能电站的蓬勃发展,将会面临越来越多的竖井施工,而竖井历来是抽水蓄能电站的高风险施工项目,传统竖井施工提升系统存在布置占地多、系统布置复杂、施工干扰大、维护保养难度大、安拆周期长、灵活性不够等问题,为解决这些问题,针对竖井施工提升设备进行专门研究,通过技术革新,采用专用提升机作为竖井垂直运输提升系统设备,安拆简便、方便操作、系统集成化、智能化程度高,安全可靠,保证了施工质量、安全,大大提高了施工效率。

82300 DWT多用途船混合电力系统设计应用

针对配置有高压岸电系统、储能系统、轴带发电机以及储能系统等多种能源运行模式复杂实船设计及应用情况,以82300多用途船作为研究对象,研究储能系统、高压岸电系统组成、设备配置、系统运行模式要求等方面的内容,同时结合本船甲板的四台吊机的操作负荷情况,通过合理的设置,使其达到最优负荷分配,结果表明,通过合理系统设计、配置,可以满足多种供电设备协调工作,使船舶处于最优供电情况,以减少船舶的排放和能耗损失。

基于DEMATEL-ISM法的斜井TBM施工作业风险评估

以斜井TBM施工作业风险因素为研究对象,从人、物、环境、管理4个方面识别提取出21个风险因素,并运用DEMATEL-ISM法分析风险因素作用关系和层次结构,确定关键风险因素。结果表明:斜井TBM施工作业风险因素可划分为7级递阶层次结构;关键风险因素为安全措施费用投入、应急管理、管理层决策能力、安全生产教育培训、安全生产管理制度等。研究结论可为我国斜井TBM施工作业风险防范提供参考。

拖拉机动力输出装置花键轴的可靠性分析及优化

针对某拖拉机田间试验过程中出现的变速箱动力输出装置(PTO)花键轴断裂故障问题,对花键轴的受力状态进行了分析,提取了其苛刻状态下的载荷边界,利用Abaqus软件对花键轴系统进行了应力仿真,并根据应力结果重新选配了花键轴。结果表明:原方案花键轴最大应力超过了其材料屈服限值;新方案花键轴的最大应力较原方案下降56.3%,并通过了耐久考核,证明所提分析方法及优化方案对花键轴的设计选型具有重要的参考作用。

大功率风力发电机组铸造主轴的结构设计与强度分析

针对某大功率风力发电机组主轴材料利用率低、生产周期长、成本高的问题,将主轴生产工艺由锻造改为铸造,对其薄弱位置进行结构优化设计,并进行极限强度和疲劳强度分析。通过极限强度和疲劳强度分析可知,铸造主轴的Von Mises应力和疲劳损伤均满足设计要求。研究表明,铸造主轴比锻造主轴单台节约成本21万元,大幅度降低生产成本,产生良好的经济效益,为大功率风力发电机组铸造主轴的结构设计与强度分析提供了参考。

湿空气循环分轴燃气轮机的热电联供性能研究

为研究湿空气燃气轮机(HAT)用于热电联供的热力性能,以试验室建成的湿空气循环分轴燃气轮机为研究对象,利用性能仿真分析方法考察了供热参数对湿空气热电联供系统的影响规律。搭建了湿化循环分轴燃气轮机热电联供性能计算平台,并采用模块化建模方法建立了HAT循环分轴燃气轮机的热力模型,分析了回热器分流比、供热水流量以及燃料流量对于热电联供系统性能的影响。仿真计算结果表明气轮HAT分轴燃机热电联供时,其热电比可调节范围为0~3.54,与纯供电工况相比发电效率下降了6.72%,但总效率上升了18.4%。在控制策略方面,在进行热电联供时需要同时提高回热器分流比、经济器水量、燃料流量以保证燃气初温、经济器热水温度不变,进而维持热电联供不影响发电量。

风火打捆传统直流外送系统中控制环节对轴系-控制交互模式的影响机理研究

风火打捆直流外送系统中风电场和电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)控制系统可能会激发火电机组的轴系扭振。文章首先采用复转矩系数法和特征值分析法识别出LCC-HVDC定电流、风机直流电压外环控制是影响轴系-控制交互模式的关键控制环节。然后,通过推导系统传递函数,提取出反映LCC-HVDC定电流和风机直流电压外环控制对轴系-控制交互模式影响的多条关键控制路径,包括HVDC定电流控制路径、风机直流电压外环控制路径和两者间交互控制路径。进一步,定量计算每条作用路径在轴系-控制交互模式处的阻尼系数,并通过相位补偿在关键控制路径上分别设计附加阻尼控制来提高对应阻尼系数,从而抑制火电机组轴系扭振。最后,基于PSCAD/EMTDC的详细电磁暂态仿真,验证了理论分析的正确性及振荡抑制策略的有效性。