水轮发电机组异常振动处理方法

本文以轴流式水轮机发电机组为例,主要介绍了引起机组异常振动的振源类型、特征、危害以及振动规律等,先不考虑机组设计制造和安装检修质量问题引起的异常振动,对正常运行中的机组出现异常振动,经分析、判断,采取措施消除振源或采取有效措施减小振动,并简略地介绍了防范机组设计制造和安装检修质量问题引起异常振动的有效措施,其振源的查找和消除方法。     

高柔塔风电机组塔筒振源特性分析EI北大核心CSCD

高柔塔风电机组具有轻质、高耸、低阻尼等特点,使得其对各种激励源的动力反应更为敏感,其振源的识别和研究对机组运行时的安全评估具有重要意义。以某140 m级高柔塔风电机组塔筒为研究对象,测量其不同高度处的振动响应信号,利用谱峭度法识别诱发塔筒振动的主要振源类型及其特性,通过小波包分解和小波包能量计算原理对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域分量和能量占比,最后对不同工况和不同测点位置的振源特性及其能量占比进行统计。研究发现,在高柔塔风电机组的全生命周期内塔筒结构始终受到其1阶自振或风轮旋转等周期性强振源激励作用,随着发电功率的增加,强振源由单一的1阶自振激励转为1阶自振与风轮旋转联合激励再到完全风轮旋转激励的变化规律,并且在高转速区,风轮的倍频与塔筒的多个模态频率接近,容易引起共振。     

实用振动入门(五)采录现场数据

在现场采录数据似乎是简单的工作,实际上其成功与否尚取决于实际经验。 在振动分析中,频率总是振源特性的关键。振幅表示任意强迫函数的大小。相位、振型,也可以决定振源特性。 测量装置的考虑 轴是否裸露?轴承是置于凹处,联轴器护罩是否必须卸下?能否使用频闪灯进行相位测量?是否有参考定位键槽?装置能够停止重新起动吗?作为相位参考或许能用反映(粘)带。如果采用(粘)带和感光片,是否用磁性夹具或其他工具?如     

基于混合TPA的水电机组厂房振动传导研究

机组的稳定运行对水电站厂房上下游的经济和社会发展具有重要支撑作用,新时期对水电机组厂房的稳定性要求愈发增高,但以原型观测为基础的振动理论分析与工程实践仍然滞后。为解决水电厂房测点数量不足的问题,该研究以原型观测为基础,考虑大体系非线性结构的耦合振源传播与放大机理,以实测与仿真计算频响函数(frequency response function, FRF)为核心,搭建混合振动传递路径分析(transfer path analysis, TPA)模型,开展原型-仿真联立分析的水电机组振动传递研究,识别水电机组未测振源、确定振动成分的贡献量等,明确影响响应目标点振动水平的根本原因,并提出局部结构减振措施,形成一套基于传递路径分析方法的水电站厂房振动分析与控制,为我国水电机组的安全稳定运行、结构设计和优化奠定理论基础。     

电磁式主动隔振装置性能实验研究

电磁式主动隔振装置性能实验研究张洪田，刘志刚，张天元，王芝秋，张志华（哈尔滨工程大学）一、概述传统的振动隔离装置主要是通过在振源和基础之间的加装隔振器构成单层或双层隔振装置，从而实现降低振源振动力向基础的传递率，达到隔振目的。通常由于装置固有特性以及...     

运行状态下海上风机结构振源特性研究EI北大核心CSCD

由于海上风机结构运行环境的复杂性,其振源的准确识别与振源特性研究已经成为风机运行安全性评估的重点问题。以某新型复合式筒型基础结构海上风力发电试验样机为研究对象,依据原型观测获得的全负荷条件下结构不同位置的振动响应数据,对不同运行工况下诱发结构振动的振源进行全面识别与分析。利用谱峭度法识别明确引起海上风机结构振动的主要振源及其对应振动响应的频域属性,通过经验模态分解法对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域或频率尺度的分量,同时引入振动能量法对不同振源的能量比重进行统计分析,给出了海上风机结构运行状态下结构整体振动主振源及其对应振动能量分布随运行因素变化的分布规律。研究表明随着机组负荷的增加运行状态下海上风机结构振动的振源变化遵循由单一的环境荷载激励转为环境荷载激励和叶轮转动联合作用再到完全由叶轮转动产生的谐波激励影响的规律。     

运行状态下海上风机结构振源特性研究

由于海上风机结构运行环境的复杂性,其振源的准确识别与振源特性研究已经成为风机运行安全性评估的重点问题。以某新型复合式筒型基础结构海上风力发电试验样机为研究对象,依据原型观测获得的全负荷条件下结构不同位置的振动响应数据,对不同运行工况下诱发结构振动的振源进行全面识别与分析。利用谱峭度法识别明确引起海上风机结构振动的主要振源及其对应振动响应的频域属性,通过经验模态分解法对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域或频率尺度的分量,同时引入振动能量法对不同振源的能量比重进行统计分析,给出了海上风机结构运行状态下结构整体振动主振源及其对应振动能量分布随运行因素变化的分布规律。研究表明随着机组负荷的增加运行状态下海上风机结构振动的振源变化遵循由单一的环境荷载激励转为环境荷载激励和叶轮转动联合作用再到完全由叶轮转动产生的谐波激励影响的规律。     

厂顶溢流式水电站振源特性研究

以某水电站灯泡贯流式机组厂顶溢流布置型式为对象,研究该新型结构的振源组成及对厂房结构影响。通过理论分析结合原型观测数据,对机组运行及泄流产生的厂房结构振动频率进行识别,确定其动荷载来源。分别统计厂房结构主要部位振动达峰值时不同频率所占比重,计算实测工况频带能量对总振动响应的贡献,分析分频振动随负荷的变化规律。结果表明：狭缝射流、转轮叶片振动与协联关系不正确引起的振动为主要振源。泄流诱发厂房振动微弱,对厂房结构运行与安全无影响。该结果可为量级评估该型式水电站厂房振动提供依据。     

基于EEMD-SOBI的水电机组多源信息分离处理EI北大核心CSCD

水电机组振动观测信号包括相互耦合的水-机-电振源及各类噪声成分,本文提出采用集合经验模态分解-二阶盲辨识(ensemble empirical mode decomposition-second order blind source separation, EEMD-SOBI)的方法对多源观测信号进行识别。对观测信号进行解相关等初步处理后,白化计算各信号二阶统计量,计算观测信号协方差对角矩阵,最终计算振源的最优估计,对振源成分进行识别。仿真计算和模拟计算的结果均表明,仅利用观测信号均可分离出源信息且对噪声不敏感,基本能够识别出源信息,针对某电站实测单信号和多信号分析时,可有效识别出信号源成分,为水电机组的振源识别提供支撑。     

三台巨型离心机基础振动相互影响与分缝隔振效能研究EI北大核心CSCD

某科学装置包括重载机、高速机和模型机三台巨型离心机,主机基础位于软土基坑内,其中高速机转速达668 r/min,重载机最大容量为1900 Gt,基础结构的振动问题不容忽视。为了对多个主机基础间的振动相互影响进行研究,基于有限元软件建立离心机基础结构+地基的三维耦合模型,采用动力时程方法计算分析了各主机运行工况下的振动响应,并基于多个分缝优化方案,研究了分缝隔振的效能。结果表明:模型机运行时其自身基础的振动位移幅值最大;重载机运行时对相邻机组振动的影响最为显著,对相邻基础的振动传递比例分别达到63%和72%;对相邻机组振动影响呈现随与振源距离增大而衰减的趋势;在地连墙包围的条件下,三基础间的分缝隔振效能不突出,从振动响应对比看,三台机组间不分缝是相对较优的方案。     

基于TMD的风力发电机组降载设计方法

针对山西某风电场44#风电机组在水平垂直于传动链方向的突发性、间歇性振动而导致风电机组振动超限停机。设计了质量阻尼调谐装置(TMD)对风电机组进行减振,并对TMD减振装置的原理和设计流程进行了详细的介绍。同时,设计开发了TMD减振装置,成功应用于风电现场。应用结果表明:设计的质量阻尼调谐装置在机组满发工况下减振效果能达到40%以上,能够减轻风电机组机舱振动幅度,消除风电机组机舱振动故障,减少风电机组的故障停机时间。     

基于PSO优化LS-SVM算法的水电站厂房结构振动响应预测

振动问题是攸关水电站运行安全的重要课题。水电站厂房结构振动主要由水力、机械和电气三大类振源引起,厂房结构与机组之间存在非线性的耦联振动关系。本文依据二滩水电站地下厂房和机组的原型观测数据,首先对机组和厂房结构振动的相关性进行了分析,据此建立了基于粒子群优化最小二乘支持向量机算法的厂房振动响应预测模型,预测结果与实测资料吻合。在此基础上,本文将运行水头作为输入因子引入到智能预测模型中,扩大了该智能预测模型的适用范围,取得了很好的效果。     

1220冷连轧机带钢表面振纹机理的研究

针对某1220冷轧机带钢表面振纹形成的原因进行了跟踪测试和深入研究。在对1220冷轧机振动测试的基础上,通过对机架动态特性分析及工作辊周期内各阶段振动信号的分析研究,发现在支撑辊使用中后期,轧机以600Hz左右的第7阶固有振动为主;在轧制速度为中高速稳定轧制阶段,工作辊对中间辊的相对运动形成工作辊表面振纹;该辊面振纹反作用于轧机,引起轧机强迫振动,进一步加速振纹的形成,轧机的振动为共振与强迫振动共存。在分析振纹产生机理的基础上,结合振纹间距与振源的关系,找到了引起1220轧机产生振纹的原因,提出了振纹抑制措施,并取得了很好的抑制效果。     

大型地下厂房结构振动反应分析

建立锦屏一级水电站地下厂房结构三维有限元动力分析模型,计算结构自振特性,并复核结构共振。通过模型水力脉动试验,获得锦屏一级水电站流道脉动压力荷载特性,用动力法分析厂房结构在机组振动荷载与水力脉动荷载作用下的振动反应,并据国内外有关规程规范对振动反应进行评价。研究结果表明,地下厂房结构与各种振源频率相差较大,不存在共振的可能性。地下厂房结构整体刚度较大,在机组振动荷载及水力脉动荷载作用下,振动位移、应力、速度均较小,满足有关规程要求。     

新型振动样品磁强计

振动样品磁强计利用扬声强器作振源，用一套消振装置使系统稳定，整套装置能在ｘ，ｙ，ｚ三方向可调。利用外磁场对振动样品磁化，以霍耳片检测外部磁场，由锁相电路检测感应信号，通过计算机采集磁场信号和感应信号，实时显示、打印测量结果。     

融合盲源分离的船舶耦合振源传递路径分析技术研究

为解决工况传递路径分析(OTPA)方法面临的核心问题,提升OTPA方法应用范围和工程实用性,提出一种融合盲源分离的传递路径分析技术。首先,结合舱段模型振动试验,深度剖析OTPA方法面临的振源交叉耦合和遗漏振源无法识别等问题;然后,将盲源分离(BSS)技术和OTPA方法进行集成、融合:引入经验模态分解(EMD)-特征值分解的源数估计方法定量估计振源个数,指导振源输入测点的选取;视多个振源信号为卷积混叠,引入非正交联合块对角化方法进行耦合振动源的分离;在解决分离振源排序不确定性的前提下,将分离出的振源作为OTPA方法的输入振源,建立应用限制条件少的BSS-OTPA模型;最后,开展实船海上振动声辐射试验,利用BSS-OTPA模型成功实现了船舶机械振动噪声源的量化、识别。研究成果可直接支持船舶机械设备振动源辐射声场预报和振动噪声控制。     

高楼异常振动振源的实时识别技术研究

高层建筑的安全运行是公共安全的重要内容。现代化高楼结构日趋复杂,其附属的机电设备等装置往往造成建筑系统的异常振动。以时间序列分析理论为基础,实现异常振动的振源的实时识别,可以保证建筑及其内部设备的安全正常工作,及时发现与排除隐患。     

寻找几台运行压缩机对炼油装置振动的影响

浙江某炼油厂的炼油装置发生了振动引起的地脚螺丝松动,该厂远近不同地点均安装有多台压缩机(其中有的是卧式、有的是立式,均是曲柄连杆形式),显然,这些机器的运行都是振源。表面现象分析,总认为离炼油装置近的压缩机运行时,引起炼油装置振动较大,经过我们应用振动实测与分析,弄清了引起地脚螺钉松动的主要原因如下:     

水电站机组-厂房结构突增负荷过渡过程振动特性研究

水电站机组及厂房结构受水、机、电激励影响在过渡工况下振动问题突出,但现阶段相关理论研究严重滞后于工程实际,制约了该结构进一步寻求改善其瞬态振动的合理控制方式及技术措施。为此,以核心水力振源之一——尾水管压力脉动的构建为切入点,从理论分析的角度提出了一种在不同负荷工况下由尾水管偏心涡带诱发的水力激励数学表述,基于已有水力发电系统水-机-电-结构耦联模型,将系统突增负荷过渡过程纳入机组-厂房结构振动研究体系,并对结构在该非稳态运行情况下的振动特性进行了分析。计算结果表明,同稳态工况相比,机组各导轴承结构在瞬态工况下存在运行稳定性降低、振幅明显增大等现象。同时,相对于机组轴系,水电站厂房发电机层楼板在该过渡工况下的振动现象更为显著,特别是竖向振动情况异常突出,位移增幅可达其在稳态运行条件下的数倍。该研究成果可为水电站机组-厂房结构在该过渡工况下的动力响应分析提供合理可靠的模型与研究方法。     

350 km/h 高速铁路高架桥环境振动的测试分析

为了考察350 km/h高速列车运行状态下高架桥的环境振动水平,对京津城际铁路杨村特大桥247号桥墩高速列车运行时的环境振动进行测试,分析了高架桥环境振动的衰减特性。结果表明,VL zmax、VL z10和VLzeq随距离的变化均符合对数衰减规律,距离振源30 m内环境振动衰减明显,距离振源30 m以后衰减逐渐平缓。在距离振源15 m~60 m范围,我国现行的高速铁路环境振动预测公式的预测值最大偏高9.7 %。