大型汽轮发电机组轴系振型识别方法研究

目前人们可以方便地获取汽轮发电机组轴承振动信号 ,但是对于轴系内部各点振动情况却知之甚少。本文运用模态分析理论建立了转子 -轴承系统轴系振型识别模型。该模型考虑了轴承等部件存在的各项异性、不同振动方向之间的耦合以及轴承座刚性等因素的影响 ,识别过程无需迭代求解。本文以转子试验台、连续转子和一大型汽轮发电机组为例详细分析了不同转速和不平衡分布下的识别结果。论文最后对本方法的误差进行了分析 ,以期提高本方法的实用性。

汽轮发电机组回热系统通用热平衡方程及其结构模型研究

分析复杂、多变的汽轮发电机组回热系统,需要具有良好性能的通用计算模型。该文通过深入分析回热系统的结构及其能量、质量平衡关系,提出了一种新的回热系统计算模型。文中首先重新定义了加热器热平衡单元和抽汽、给水、疏水的吸放热量计算式,建立了新的通用回热系统热平衡方程,方程完全满足能量、质量平衡关系,没实现了一种从 回热系统中的基本显式关系,建立热平衡方有任何附加的需迭代参数。文中还进一步借助于关联矩阵,程的结构模型,方程的建立变得很容易。最后,以125 MW机组回热系统为对象,计算验证了方法的准确性及其良好特性。理论分析和实际计算都表明,该文提出的方法模型通用性好,在模型精度、计算速度、易于实现方面更具有明显的优点。

汽轮发电机组轴承座动力特性识别方法研究

汽轮发电机组轴承座动力特性对转子 -轴承系统振动有比较大的影响。但迄今为止 ,除了冲击试验外 ,还没有找到轴承座动力特性实测的好方法。文中提出利用转子 -轴承系统结构数据和机组启停过程中不平衡响应数据重构出轴承座频响函数 ,利用最小二乘原理获得轴承座动力特性。新模型无需已知油膜轴承动力特性系数和转子上原始不平衡分布情况 ,识别结果的准确性仅仅与转子系统模化精度有关。该方法在现场很容易实现 ,可以对运行机组进行实测 ,具有非常强的实用性。文中最后结合国产 2 0 0MW汽轮发电机组实例进行了仿真和试验分析 ,计算结果表明该方法是可行的。

汽轮发电机组叶片—轴耦合系统动力响应问题研究

为了深入研究汽轮发电机组叶片弯振和轴扭振在外界扰动下的耦合振动响应问题 ,提出了阻抗匹配法。该法可以用来分析具有任意多个叶片数目的叶片—轴耦合系统动力响应问题 ,可以计算耦合系统稳态或瞬态响应。研究结果表明叶片弯曲振动和轴扭转振动之间具有很强的耦合性。耦合系统中叶片弯振固有频率降低而轴扭转固有频率增大 ,在外界扰动作用下两者会同时被激发出来 ,叶片根部所承受的力和力矩在短时间内有可能会达到一个比较大的峰值 。

基于HHT的汽轮机组碰摩故障信号时频分析方法研究

针对汽轮机组碰摩故障振动信号非平稳特征,将一种新的非平稳信号处理方法,即希尔伯特-黄变换(Hil-bert-Huang Transform,HHT)方法用于汽轮机组碰摩故障检测和时频分析。首先利用经验模式分解(EmpiricalMode Decomposition,EMD)提取碰摩信号的内蕴模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,再对IMF作HHT变换求瞬时频率和幅值。分析结果表明,HHT时频分析能够准确检测出碰摩故障产生的时间、频率和幅值信息,因此该方法能有效应用于汽轮机组碰摩故障信号的时频分析与诊断。

带有外伸悬臂端的汽轮发电机组动平衡方法研究

针对两台带有外伸悬臂端转子的发电机-励磁机转子动平衡问题,提出了一种高效动平衡方法。研究表明,尾部没有支撑的励磁机,受发电机转子二阶振型的影响,励磁机转子容易出现"甩轴"现象。振型分析表明,工作转速下,发电机转子较大幅度的对称分量由于外伸端不平衡所引起的可能性较大。悬臂端加重,在激发较大幅度对称分量同时,也会产生一定幅度的反对称分量。为了使发电机-励磁机这样带有外伸悬臂端转子各瓦振动同时达到优秀水平,可能需要在发电机两侧和励磁机尾部3个平面上同时加重。

超临界汽轮机组剩余汽流力的数值模拟研究

超临界汽轮机组由于其高参数,在部分进汽时会产生很大的剩余汽流力,相对以往亚临界机组,这个力对机组的稳定运行带来了很大的影响。以某电厂660MW典型超临界机组为基础,利用CDF技术,建立了喷嘴-动叶单流道模型,详细计算了不同工况、不同阀序下,作用于轴系的剩余汽流力的大小与方向;分析了不同阀序下汽流力对轴系稳定性的影响:剩余汽流力可改变轴系在轴承内的稳定位置,从而改变轴承的动力特性,使轴系稳定性发生变化,这样的变化可能会引起转子振动增大甚至失稳事故。某电厂实例说明,剩余汽流力在某些阀序下引起轴承载荷变轻,使得轴系振动增大,而改变阀序在一定程度上可以利用剩余汽流力增加轴系稳定性,抑制这种振动。所做的工作可以为电厂消除进汽方式引起的振动提供参考。

汽轮发电机组大不平衡状态下非线性振动特性研究

本文采用一种新的传递矩阵——时间追赶计算法，从工程角度对国产２００ＭＷ机组的发电机和低压转子轴段由大不平衡造成的非线性振动进行了全面的计算分析。本项研究对机组发生大质量失重时瞬态过程的振动特性获得了一些新的、重要的结论。

小波包分解在发电机组转子振动故障诊断中的应用研究

为研究发电机组转子振动问题,从转子实验台上得到几种典型振动信号,分别进行了小波包分解和能量特征提取;并与海南某电厂燃气轮发电机组的现场振动信号进行了对比和研究。结果表明,小波包分析在发电机组振动故障诊断中能较好地识别故障类型。

汽轮发电机组振动监测与故障诊断系统的研究开发

介绍了振动监测与故障诊断系统 ,该系统能够监测机组异常振动 ,将振动数据信息存储到数据库服务器中 ,为趋势分析和故障诊断提供数据来源 。

基于多信息融合的汽轮发电机组故障诊断方法研究

目前汽轮发电机组配备了大量的传感器 ,如何将各种传感器信息充分利用起来提高诊断准确性是一个很实际的问题。提出了基于多信息融合的汽轮发电机组故障诊断方法 ,介绍了信息融合的基本概念 。

基于ANSYS的汽轮机组不对中-碰摩耦合故障研究

利用有限元仿真软件以1 000MW汽轮发电机组为对象,针对刚性联轴器不对中耦合碰摩故障问题,建立有限元分析模型,利用频谱图进行汽轮机组振动响应特性的分析。得出在不同的转速范围内,系统产生不同的频谱响应,为汽轮机组不对中故障的特性的分析提供依据。

基于Ansys的汽轮发电机组不平衡故障研究

利用有限元分析工具Ansys软件对实际汽轮发电机组进行建模,运用模态分析功能,计算各个转子的临界转速。运用谐响应分析功能,分析计算发电机端存在不平衡量时,轴系的振动响应特性,并将结果与实际机组进行比较。研究成果有较强的工程应用价值。

二次再热超超临界汽轮发电机组轴系动力响应特性研究

以某型1000MW二次再热超超临界汽轮发电机组轴系为对象,建立了轴系有限元求解模型,深入研究了轴系的固有频率分布、同相及反相分量后的响应等动力特性。结果表明,轴系超高压及高压转子模态耦合效应明显;轴系中各转子在不平衡力的作用下前瓦的振幅响应要大于后瓦,后侧的转子影响前侧的转子;相对于对称不平衡质量分布,反对称质量分布引起的响应特性更为复杂,它会同时激发出本转子和邻近前一个转子的一阶振型;1号瓦截面处的振动响应易受到后面各转子不平衡量的影响,尤其是反对称不平衡量的影响,低压转子的反对称不平衡也会引起1号瓦在2200r/min处出现峰值;在工作转速下时,承载转子的两侧各瓦从相位来看能体现出对应的振型。

火电厂凝结水泵系统动力特性研究

为了分析凝结水泵变频运行时出现的振动问题,建立了凝泵-电机-筒体系统和转子系统动力学分析模型,分析了支承特性等因素对系统固有频率的影响。通过锤击试验和机组起停试验测试了凝泵系统固有频率。研究结果表明,凝泵系统在19~24 Hz区间内存在多阶模态,凝泵振动大是由于转子-轴承-支承系统共振所引起的。加固管道、外筒和电机底部支架可以提高系统固有频率,但难以彻底解决共振问题。导轴承和级间轴承对转子系统固有频率的影响很大。这些轴承都起作用时,转子系统固有频率较高。部分轴承失去约束作用后,转子系统频率会大幅降低,多个频率点有可能落入到变频工作区间内。

基于有限元法的风电机组塔架暂态响应研究

暂态响应分析是研究风电机组塔架动力学特性的有效方法之一。以某风电场2.0 MW风电机组为例,采用有限元瞬态计算方法模拟了塔架在脉动风载荷作用下的振动特性。研究结果表明,在某一平均风速下脉动风对塔架振动有较大影响,塔架在脉动风的作用下以一阶振型为主,高阶振型分量可忽略不计。

基于多输入神经网络在汽轮发电机组中的研究与应用

人工神经网络以其独特的优点在故障诊断中的应用越来越受到关注。提出了以改进BP神经网络为基础的多征兆域输入、分层诊断的故障诊断模型,该模型具有网络结构简单,收敛速度快,便于管理等优点。经实验和现场数据验证,该模型不仅对单故障具有诊断能力,而且对于并发故障也有较强的分类功能。

储能电池辅助火力发电机组二次调频建模研究

储能电池辅助二次调频因可以改善火力发电机组的调频特性受到广泛关注,火力发电机组和储能电池的负荷控制模型是储能辅助调频优化控制的基础。首先基于机理建模法,构建了考虑锅炉主蒸汽压力对汽轮机出力影响的火电机组模型,然后建立基于二阶RC等效电路的电池模型,并使用限定记忆最小二乘法完成参数辨识。在此基础上,建立了储能电池辅助火力发电机组二次调频耦合模型,以二次调频指令作为输入,进行了阶跃仿真和正弦仿真验证。仿真结果表明:储能电池电压误差仅为0.0524%,模型精确度较高,并可更快速精准地跟踪小幅度高频负荷信号,弥补火电机组的调频缺陷。

汽轮发电机组轴承载荷应变识别法及试验研究

轴承载荷直接影响轴承工作特性,并进而影响大型汽轮发电机组的安全稳定运行。转子-轴承系统是一个静不定结构,轴承所承受的载荷无法直接求出。提出基于转轴应变信号的轴承载荷识别方法。通过在轴承两侧3个截面上布置应变片,测量转轴低速旋转过程中应变值变化情况,进而识别轴承载荷。在转子-轴承试验台上开展了相关实验,验证了本方法的可行性。

二次再热超超临界汽轮发电机组轴系轴承标高分布及载荷特性研究

大型汽轮发电机组轴系中支撑轴承的标高分布状况会直接影响轴承的载荷分布及轴承油膜的温度、承载力等静、动力特性,乃至轴承宏观的瓦温及振动特性。尤其对于二次再热超超临界汽轮机发电机组,由于增加了超高压转子,轴系更为复杂,深入研究轴承载荷、标高分布特性对保障机组安全稳定运行具有重要意义。通过建立二次再热超超临界汽轮发电机组轴系有限元模型,在分析各转子自然挠曲变形特性的基础上,研究了轴系支撑轴承的载荷分布特性、支撑轴承标高调整方案的影响以及各轴承的标高变化灵敏度。结果表明:轴系中4/5/6瓦载荷较重,尤其5瓦载荷最重;2瓦负荷要远高于1瓦。轴系标高调整以低压II转子为基准较为合理,但也存在5/6瓦承载较重,7瓦相对较轻的情况;5瓦标高变化影响范围较广,而6瓦载荷灵敏度很大。