1000 MW汽轮机组N+1支撑轴系的不平衡振动特性研究

由于N+1支撑轴系结构特殊性,西门子1 000 MW汽轮机组轴系不平衡振动特性复杂,导致该机型在实际运行中经常出现振动故障。采用有限元法,根据机组基本结构尺寸,建立了轴系动力学模型,通过数值仿真计算了轴系临界转速和振型,分析了轴系上10个平衡位置加重后轴系额定工作转速3 000 r/min下涡动响应,比较得出轴系不同轴向位置加重对轴系振动的敏感程度和影响规律,从而为该型机组实际运行过程中的振动故障监测和诊断分析提供参考。

西门子1000MW汽轮机组轴系碰磨故障特性研究

某西门子1000MW机组停机过程中,高压转子出现振动及其偏心值异常增大故障,存在高压转子发生永久弯曲的重大风险,严重威胁了机组的安全性。基于有限元法建立了轴系的动力学模型,分析了高压转子发生动静碰磨的动态响应,获得了高压转子发生碰磨的故障特征。采用数值仿真模拟了该型机组停机过程中高压转子的异常振动。研究结果表明,该机组停机过程中,高压转子振动及其偏心值异常增大的原因是端部汽封碰磨。通过开展高压缸径向间隙碰缸试验,调整高压转子与汽缸之间的径向间隙,解决了该问题,消除了高压转子可能发生永久弯曲的重大风险。

1000MW机组引风机变频改造扭振的分析

为找出引风机联轴器膜片断裂和中间轴裂纹的根本原因,通过对风机不同工况下扭振、扭矩、瓦振等过程参数的测量和频谱分析,确定风机变频运行产生扭振是轴系损坏的根本原因。通过对风机轴系建模仿真,找出了诱发扭振产生的原因和解决途径,为电厂提出了改进建议。

1000 MW汽轮发电机轴电压高原因分析

山东某1 000 MW热电厂1#机在试运行过程中出现短时间内轴瓦温度快速升高、振动增大情况,停机检查发现轴瓦出现严重的电腐蚀和磨损。分析认为,事故原因为发电机轴电压高加之绝缘值降低从而产生电腐蚀,进而使油膜破坏,导致轴瓦磨损。

大涌水量千米深井主排水系统设计问题探讨

在矿井的主排水系统中,排水高度超千米,涌水量巨大,水温高,矿井涌水有腐蚀性等均为排水设计的恶劣工况,尤其是在数个恶劣工况并存的条件下,设计中要考虑和注意的问题很多。文章针对类似复杂条件下主排水系统设计中需要考虑或注意的问题进行了探讨。主要探讨了水泵选型怎么考虑高水温、高海拔、腐蚀性水质、电机功率等因素的影响;对吸程影响很大的情况下,怎么考虑排水系统的设计;在总排水功率很大的情况下,泵房散热问题的考虑及设计方案;以及系统排水管路数量确定,管路系统的设计要考虑的因素等。文章以数个恶劣工况并存的新庄矿为例,对相关问题考虑后的系统设计进行了论述。

千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流调谐滤波器研究

在大型发电机广泛应用的静态励磁系统晶闸管换相引发幅值较高的高频轴电压脉冲,使得轴电压成为影响大型发电机安全可靠运行的主要问题之一。文章在现场实测1 000 MW发电机轴电压的基础上,建立了基于Matlab Simulink Power System的大型静态励磁发电机轴电压仿真模型,分析得出静态励磁系统输出共模电压基频及其奇次高频谐波轴电压应为大型汽轮发电机轴电压的防治重点,研究提出了一种选择滤除千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流的调谐滤波器,仿真表明该滤波器对所选择的高频轴电流滤除效果良好。

西南矿区千米级盲竖井分段预注浆堵水技术

为了解决我国西南矿区千米级盲竖井治水难题,基于分段预注浆技术的设计与研究工作,对毛坪矿河西竖井井筒进行预注浆设计与治理工作。选用来源广、堵水性能良好的红黏土水泥浆液,采用地面制浆、井下注浆相分离的方式,对直径5.5 m的盲竖井周边富水白云岩地层进行了预注浆治理。预注浆实施完成后,通过分析注浆叠加效应及单位注浆量累计频率,验证了预注浆效果良好,且压水试验测得井筒注浆段剩余涌水量为4.62 m^3/h(≤10 m^3/h),满足施工标准要求,解决了毛坪矿千米级盲竖井的水害难题。

深井厚煤层长工作面支护应力特性及分区协同控制技术

加长工作面长度是智能高效长壁综采发展趋势,工作面长度加长后矿压显现一般会出现明显变化,工作面围岩和液压支架的控制难度加大。采用现场实测和理论计算相结合的方法,针对淮南口孜东煤矿千米深井长工作面开展了长工作面来压频率、来压峰值和来压范围的变化特性研究,研究分析了该矿121304工作面支架受力特性及姿态变化特点,建立了基于弹性独立支座的液压支架群组支护力学模型,发现了深井超长工作面支护应力特性,理论计算与实测具有较好的一致性,在此基础上对140502工作面支护参数及控制技术进行了研究。结果表明:随着工作面长度增加,综采工作面支护应力由单峰值逐步转化为多峰值,并向两端头扩展,工作面不同区域来压具有明显的时序性且强度区别较大等特点。深井围岩劣化(低强度顶板)增大了这种趋势,工作面长度300 m即出现了超长工作面多峰值的特征。工作面支护应力出现"M"型三峰值可作为超长工作面的判据,合理工作面长度应综合煤层赋存条件、工作面参数和装备能力进行确定。根据液压支架在空间和功能的不同属性,结合长工作面不同分区特点,揭示了超长工作面判据和群组分区协同控制原理,提出了一种基于状态误差和代价函数的工作面装备群组协同控制方法,制定了"单架控制→组控制→群控制"三级协同控制策略和实现方法,可有效指导深井厚煤层超长综采工作面装备群实现最优协调控制。

新构造对千米级立井冻结施工的影响研究

从新构造概念出发,介绍了新构造的一些特点,包括新构造断层带的强透水性、新构造断层的深切割性和新构造在我国的广泛分布性;简述了新构造断层带强透水性引起的高水压对立井冻结壁强度影响、大流速地下水增大立井冻结壁交圈难度、高水温延长冻结时间和高矿物质含量降低地下水冰点等问题;提出了要重视新构造对千米级立井冻结施工影响研究的建议。

大强煤矿千米立井井筒快速施工技术

针对大强煤矿千米立井井筒所穿岩层的特点,井筒基岩段采取了普通法凿井施工中的短段掘砌混合作业法施工,充分利用机械化配套设施,实行精细化劳动组织管理,并对快速施工中的一些施工技术和管理进行归纳总结,结果表明,该立井井筒施工连续实现月进尺120m以上,最高达132m,工程质量全优,为大深度立井井筒快速施工提供了宝贵经验。

千米深井巷道严重形变测量控制技术

山东唐口煤矿为千米深井开拓开采,矿井地压大、巷道变形严重,井下测量控制点处于移动中。为做到安全生产,采用井下陀螺定向技术检测井下测量控制点稳定性的方法,利用巷道变形FLAC3D数值模拟及地应变计算,确定了井下测量控制点埋设的最佳位置为巷道"拱顶两侧"位置,并开发了千米深井井下测量数据管理信息系统及矿图自动更新软件。

千米深井强突出煤层群井筒快速揭煤技术

针对淮南矿区深部煤层具有低透气性、强突出的特点,且揭煤过程具有很强的危险性,以潘一矿东井二副井的近距离强突出煤层群为研究对象,依据前探基础资料,以及强突出煤层群井筒揭煤的特点,增加2圈减压孔,优化设计与施工,实施多煤层联合抽采消突措施,过煤段下花管护孔并下铁管作为金属骨架等措施确保抽采量,提前完成抽采任务并实现了数据的在线监测。井筒揭5-2、5-1、4-2、4-1煤层从施工钻孔、抽采评价到揭煤结束,比预期时间缩短25 d,实现了安全、快速井筒揭煤。

复杂地质条件下千米竖井快速施工技术研究

金川矿山18行副井工程井筒深达1 165.5 m,施工时频遇断层、严重涌水等复杂的不良地质地层,工程中采用快速施工技术,对凿井机械化配套设备进行多项改进,并新引用电子配料搅拌系统、非电起爆系统、供风供水聚丙烯管材系统和多台稳车集中控制系统等先进技术,建成的竖井质量评为优良,为千米竖井累积了丰富的施工技术和管理经验。

千米级暗立井预注浆设计研究

根据云南某矿千米级暗立井井筒周边富水白云岩地层高水压、大水量的特点,为实现井筒安全快速掘进,采用预注浆堵水。井下设计3个大型硐室,作为钻探平台;地表建立制浆站,通过输浆管路,将红黏土水泥浆液输送至井下注浆站。注浆总段长496 m,分段下行式注浆。通过预注浆,井筒掘砌完成后,实测井筒预注浆段剩余涌水量为7.86 m 3/h,未超过10 m 3/h,堵水效果优异。科学合理的预注浆设计,使得千米级暗立井实现了安全快速掘进。

金川矿区3个千米立井施工实践

立井井筒是金川镍矿井巷开拓和生产的关键性工程。为开采深部矿体,金川矿区施工了3个千米立井,即二矿区18行副立井、二矿区上盘主立井和龙首矿混合立井,井深分别为1 165.5,1 100.6和1 083.5m,净直径分别为6.5,5.6和6.7m。前2个井筒均穿过不良含水岩层段,岩体破碎,涌水量大,施工难度大。3个井筒均采用大井架、大提升机、大吊桶、大抓岩机、伞形钻架和大段高整体金属模板为主要配套设备的综合机械化作业线施工,均安全顺利到底。

千米深井井壁与围岩共同承载理论研究及应用

为了解决传统井壁设计理论无法合理计算超千米深井井壁的难题,以磁西矿1341.6 m深副立井井壁设计为工程背景,通过分析千米深井力学作用机理,将井壁与围岩纳入统一的力学模型,并引入水土耦合作用机理,建立井壁与围岩固液耦合作用力学模型。根据厚壁圆筒理论和第三强度理论,得到了井壁与围岩共同承载理论井壁厚度计算式。根据井壁与围岩共同承载理论表达式可知,影响井壁合理厚度的因素包括井壁与围岩的抗压强度、弹性模量、剪切模量和泊松比、岩层含水渗透压等物理力学参数。应用该理论计算了磁西一号矿井副立井井壁厚度:泥岩段(埋深1280 m)井壁合理厚度计算结果为0.852 m,设计取0.9 m;砂岩段(埋深1200 m)井壁合理厚度计算结果为0.747 m,设计取0.8 m。井筒自设计施工完毕使用至今,井壁完好,满足了安全生产需要。工程应用表明:井壁与围岩共同承载理论及井壁厚度表达式符合超千米深井井壁安全设计要求。

我国煤矿竖井钻机的发展

在论述我国煤矿钻井法施工中所用的竖井钻机的发展的基础上,介绍了中煤矿山建设集团有限责任公司制造的AD130/1000钻机,该钻机采用液压驱动,大油缸提升,动力头结构。该钻机的主要性能:扭矩600kNm;提升力8000kN;转速0～18rpm;钻井直径φ13.0 m;钻井深度大于1000 m。该钻机具有能力大,扩孔次数少;安装和拆卸简便快捷的特点,使我国钻井机的发展上了一个新台阶。

千米竖井掘砌快速施工技术

结合近年来在竖井施工复杂性、安全性等方面积累的实践经验,针对施工场地深处戈壁荒漠,环境恶劣的特点,对千米竖井掘砌施工方案做了优化。井筒施工中,连续7个月,井筒月掘砌超百米,创造了同类井型千米竖井快速施工全国纪录,安全、快速、高效地完成了施工任务。

千米立井揭煤施工

淮南潘三矿千米立井深部施工中,需揭穿4-1突出煤层。揭煤前,采用前探释放抽排技术,在距煤层顶板不同法距位置,进行多次探放,使瓦斯含量降到安全范围内,最后顺利通过。简要介绍了揭煤前期准备工作、揭煤施工工艺及揭煤施工安全技术措施。

千米深井采面过上覆停采线煤柱冲击矿压防治研究

基于曙光煤矿95208工作面的实际条件建立冲击矿压控制体系,对其进行冲击危险分析。结果表明:工作面过上覆7煤停采线进入煤柱区开采覆岩运动剧烈、应力高度集中,整体处于高冲击危险区;工作面主要冲击影响因素为停采线煤柱、大采深、强冲击倾向性等;工作面回采前进行大直径钻孔、顶板预裂爆破预卸压,回采期间采取煤体爆破卸压解危措施。研究成果为类似条件下煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。