汽轮发电机组轴系扭振引起的叶片响应计算

提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型,在此基础上分析了叶片运动对轴系扭振的影响,给出了由轴系扭振引起叶片响应的计算方法,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算.结果表明,由轴系扭振引起的叶片应力对叶片的安全性分析是不容忽视的.图3参4     

汽轮机扭振作用下叶片响应及应力计算

建立了适用于汽轮发电机组轴系扭振与叶片振动耦合分析的转子-叶片耦合扭振模型,并将该模型应用于某国产600MW汽轮发电机组末级长叶片的分析计算中。基于该模型采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β法相结合的方法得到轴系扭振故障时叶片的位移响应曲线,利用Ansys软件计算得到叶片位移-应力关系曲线,确定了叶片振动的危险截面,得到叶片危险点的应力历程,为转子和叶片的扭振疲劳寿命损耗在线分析和安全性评估奠定了基础。     

300MW汽轮机低压缸末级长叶片与轴系扭振的耦合振动

计算分析了３００ＭＷ汽轮机低压缸末级长叶片Ａ０振型弯曲振动与轴系扭振耦合对叶片安全性的影响。末级长叶片与轴系扭振耦合将使该叶片振动的实际频率避开率低于计算值,当发生严重的两相短路故障时在叶片根部的最大动弯矩远远高出其额定值;如果电网频率偏离５０Ｈｚ,会对叶片安全性产生更为不利的影响。     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动研究

对汽轮发电机组轴系的离散质量模型采用传递矩阵方法和模态综合技术研究了中、低压末级长叶片切向弯曲振动对轴系扭转振动的影响。研究表明,长叶片与轴系之间存在着弯扭耦合振动,叶片的切向弯曲振动对轴系扭振特性有影响。     

多缸内燃机轴系扭振性能的计算分析与改善

以GK1C内燃机车的 6L2 4 0柴油机为例 ,利用蒙特卡罗模拟法对各缸功率不均衡状况下的轴系扭振进行了计算和分析 ,找出了各缸功率不均衡对扭振振幅和频率的影响以及一些其他规律。此外 ,在理论分析的基础上 ,找到了改善轴系扭振性能的有效途径 ,并通过对比计算进行了验证。结果表明 :优化排列各缸功率不均衡系数 ,改善轴系扭振性能的方法 ,能将最差情况下的扭振振幅减小 5 0 %以上 ,从而可改善和提高内燃机轴系扭振性能的稳定性和可靠性。     

大型汽轮发电机组轴系扭振响应在线监测仿真计算的研究

大型汽轮发电机组扭转振动的在线监测系统可以连续监测机组的部分电气和蒸汽参数，机端测点的扭角等，并在某些参数的变化超标时采集数据和报警同时启动上位计算机，实时分析该时刻机组的扭振情况及其引起扔疲劳寿命损耗。着重讨论了利用实测数据和轴系结构模型，快速计算轴系各危险截面扭振响应的方法，并给出了利用该方法计算的部分实测扭振响应的曲线。     

多缸内燃机功率不均衡偏差对扭振性能的影响

多缸内燃机各缸之间的功率不均衡将影响轴系的扭振性能。以GKIC内燃机车的6L240柴油机轴系为例，利用蒙特卡罗模拟法和有关统计资料，对各缸功率不均衡状况下的轴系扭振进行了计算和分析，找出了各缸功率不均衡对扭振振幅和频率的影响以及一些其它规律。为准确估计多缸内燃机轴系的实际扭振性能提供了理论依据。     

某型燃气-蒸汽联合循环机组轴系振动特性研究

以某型燃气-蒸汽联合循环机组轴系为研究对象。首先对轴系各转子进行了模化,然后采用有限元方法计算了轴系的横向弯曲临界转速和不平衡量响应;同时采用连续质量的传递矩阵法计算了轴系的扭振固有频率和两相短路时轴系的扭振响应,并进行了轴系振动安全性分析。     

400CaX—5型舰用柴油发电机组轴系扭振分析

本文介绍了12V180ZCaD—2型柴油机台架系统和400CaX—5型柴油发电机组轴系扭转振动的特性分析。柴油机在试验台架上分别带有硅油减振器、弹性联轴器和水力测功器等以不同的组合形式进行扭振试验和计算,较全面地分析了柴油机的扭振特性,验证轴系当量参数和硅油减振器的效果,在此基础上,对柴油发电机组进行扭振计算和测试,分析机组在正常工作范围内的扭振特性。     

用于扭振分析的叶片模型及参数调整方法

以某600 MW汽轮发电机组有干摩擦阻尼围带的低压缸末级叶片为对象,研究了叶片在轴系发生扭振时的振动特点,利用有限元模型得到了叶片组的固有特性,并考虑围带对汽轮机长叶片影响,建立了叶片的弹簧-质量块模型,提出此模型的参数调整方法.结果表明:轴系发生扭振时,叶轮振动为无节径的伞形振动;参数调整使得模型的伞型振动计算结果与实际一致,提高了模型精度.     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动问题研究综述

汽轮发电机组轴系由于存在质量不平衡和电磁扰动,在轴系中存在着弯曲振动,在发电机转子存在扭转振动,此前的研究工作大多将轴系的弯曲振动和扭转振动分别进行研究,但在工程实际的某些条件下,研究表明存在着弯扭耦合振动问题。对系统的弯扭耦合振动研究能对振动机理和运行规律有更为深入的认识和更为准确地反映机组的运行状态。总结了汽轮机组轴系弯扭耦合振动问题的研究现状,并对弯扭耦合的研究问题进行了展望。     

空冷600MW汽轮发电机组轴系扭振特性分析

主要研究了空冷600MW汽轮发电机组轴系扭振特性、疲劳寿命损耗,并针对两个特定电厂的接入系统进行网机耦合次同步谐振特性分析。轴系扭振频率和响应计算采用连续质量模型,次同步谐振特性分析采用集中质量模型。计算结果表明,机组扭振频率避开了工频和倍频,轴系不会因共振而破坏;在短路故障轴系扭振是安全的;空冷600MW汽轮发电机组可以用于远距离输电在线路中进行串联电容器补偿。     

计及齿轮全柔性的风电机组传动链有限元建模及扭振特性分析

大功率风电机组传动链关键部件柔性直接影响机组扭振特性及疲劳寿命,提出考虑齿轮柔性与啮合柔性的传动链有限元建模及扭振特性分析。首先,基于实际双馈风电机组传动链结构、材料属性与几何参数,考虑齿轮箱内齿轮柔性与齿轮啮合柔性,结合叶片、轮毂、主轴和发电机转子,建立风电机组传动链多柔体有限元模型。其次,基于有限元模态分析理论,提出一种基于矢量位移云图筛选扭振频率的分析方法,获取计及齿轮全柔性影响的风电机组中、低频范围的扭振模态,并与不同传动链模型结果进行比较,验证该文所建模型的有效性。最后,分别分析不同齿轮柔性和齿轮啮合柔性对传动链扭振频率和模态的影响。结果表明,该文所建模型不仅能反映传动链扭振固有的低频频率,而且能反映弯扭耦合产生的中频扭振频率,且相比齿轮啮合柔性,齿轮柔性系数影响传动链高频扭振特性明显。     

300MW机组在机电耦合冲击作用下的扭振控制特性考核

建立了汽轮发电机组转子轴系的阶梯轴弹性连续体扭振模型。利用求解复杂阶梯轴系扭振响应波动方程的方法对 1台 3 0 0 MW汽轮发电机轴系在外部载荷作用下的扭振响应进行了计算机模拟考核 ,并采用最小能量法对机组转子轴系进行了主动控制模拟研究。图 1 2表 3参 3     

蒸汽轴向流动对汽轮发电机组轴系扭振响应的影响

对在汽轮机高压和中压调节阀快关动作后蒸汽沿轴向流动过程对轴系扭振响应的影响进行了研究。轴系的计算模型采用连续质量模型。外激励模型是考虑了汽轮机ＤＥＨ系统、热力系统以及单机对无穷大电网的机电耦合数学模型。对３００ＭＷ汽轮发电机组的仿真计算表明,考虑蒸汽流动导致的激励扭矩沿汽轮机轴向瞬时变化时,对轴系的扰动和轴系扭振的激励加强,蒸汽载荷变化对汽轮发电机组轴系扭振的影响是较大的,在轴系安全评价中必须加以考虑。图４参３     

带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验研究

在燃气轮机高压涡轮叶片上安装缘板阻尼结构可以有效降低叶片振动应力,为了掌握叶片振动特性,进而指导阻尼结构设计,以某船用燃气轮机高压涡轮转子为研究对象,开展带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验。设计了缘板阻尼结构形式,开发了雾化油滴喷液激振试验系统;同时,模拟常温环境下的叶片工作载荷,结合试验数据分析获取叶片安装阻尼器前后的动应力变化情况。试验结果表明：所设计的试验系统能够很好地模拟叶片弯曲和扭转共振状态;无阻尼激振试验获取的叶片模态参数与理论计算值相当,试验结果验证了理论计算方法的准确性;安装缘板阻尼器后叶片弯曲振动应力下降明显,存在最优阻尼参数使减振效果最佳;根据叶片幅频响应曲线可以看出,缘板阻尼器使叶片非线性力学特征增强,出现叶片振动能量相互传递的现象。     

发电机组轴系扭振疲劳损伤评估方法研究

凹槽、套装联轴器等结构往往是汽轮发电机组轴系疲劳损伤的薄弱环节,对其进行应力分析至关重要,经验公式无法满足要求。以某600 MW汽轮发电机组轴系为例通过有限元建模方法对汽轮发电机组轴系进行扭应力分析,进一步得到薄弱环节的应力寿命曲线,优化疲劳极限取值,实现低幅值次同步振荡工况下的疲劳评估。采用多段集中质量模型分析扭振固有特性,结合轴系扭振固有特性和应力寿命曲线,评估机组轴系在次同步振荡工况下的疲劳损伤。此方法可用于评估汽轮发电机组轴系疲劳损伤情况。     

轴系扭振在线监测系统开发研究

扭转振动是影响诸如发电机组、空压机、推进轴系等旋转机械安全运行的重要动力性能之一,而发电机组、空压机等轴系扭振激励受负载的影响往往较大。为提高设备运转可靠性,在轴系运转过程中扭振应力幅值超过一定限值时进行预警,开发了一套船舶旋转机械轴系扭振在线监测系统,对船舶旋转机械设备实现严密的运转监测保护。系统同时兼容采用应变监测的直接测量方法与采用脉冲时序法测量的间接测量方法对轴系扭振进行监测,根据轴系实际情况对传感器类型以及监测系统模式进行选择,提高了系统对不同轴系结构的适应性。系统以ARM加DSP为开发平台,综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统。并通过标准应变模拟器以及基于脉冲时序法理论所设计的扭振标定器分别对无线应变遥测系统以及脉冲时序法扭振采集系统试验精度进行验证。结果显示,采用脉冲时序法测量,在转速为5 000 r/min时,系统检测误差约为0.3%,采用应变遥测系统检测方案时,误差值也远小于1%,该轴系扭振监测系统能实现较高精度的监测。