国产首台600 MW超临界汽轮发电机组轴系振动特性的研究

采用国际上通用的不平衡响应及共振转速峰值响应灵敏度Q因子,对沁北电厂600 MW超临界汽轮发电机组的轴系振动特性进行了计算、分析和评价.计算结果和运行实测数据表明:该机组轴系连接合理,轴系振动特性良好,无论是轴系无阻尼临界转速,还是轴系不平衡响应及共振转速峰值响应灵敏度Q因子,均符合安全评价标准,是1台安全可靠、经济性好、具有先进水平的600 MW超临界汽轮机.     

大型汽轮发电机组基础-轴系耦合振动的一种计算方法

介绍了用子结构传递矩阵法计算大型汽轮发电机组基础-轴系耦合振动.利用该法可以在IBM-PC机上方便地计算轴系-轴承-基础组成的复杂系统的转子临界转速、基础固有频率、振型和不平衡激振力的响应.     

汽轮发电机组轴系扭振固有特性计算

在轴系扭振的研究中固有特性的计算方法是基础工作之一.将带有附加集中惯量的多段集中质量数学模型与修正后的Riccati传递矩阵法相结合,应用于汽轮发电机组轴系扭振的固有特性计算中.通过理论分析和对国产300MW汽轮发电机组轴系的扭振固有特性的实际计算,并与现场实测结果进行对比,表明该方法既简单又具有较高精度.适合于多跨大型轴系的扭振固有频率和振型的计算.     

600MW汽轮发电机组转子-轴承系统的模态分析

针对600MW汽轮发电机组转子-轴承系统,建立了系统运动方程和转子模型,采用有限元分析软件ANSYS进行模态分析,计算汽轮机转子的固有频率和临界转速,从而避免工作转速接近临界转速产生共振.最后通过临界转速和振型图分析转子的特性.     

1000MW机组甩负荷过程轴系动态响应分析

鉴于大型旋转机械在瞬态响应过程中极易发生轴系恶性扭转破坏,结合某1 000MW超超临界汽轮发电机组,采用有限元分析(Finete Element Analysis,FEA)方法建立多转子轴系扭转响应和安全性分析计算模型。该模型利用甩负荷试验数据,模拟分析转速、转速变化率、变负荷率等因素对转子系统安全性的影响特点。比较了在不同因素作用下轴系中应力、扭角各自的分布差异和扭振响应状态,给出了最危险截面所在位置,并指出100%甩负荷过程在所有运行状态中最为危险,甩负荷发生后的98.6ms时刻轴系承受的扭转剪切应力值达到最大,是整个甩负荷过程最危险的时刻。该分析结果或为设计制造及运行维护提供一定的理论依据。     

1000MW汽轮发电机组轴系扭振特性计算评估

使用混合编程技术对一个计算评估汽轮发电机组轴系扭振特性的机网相互作用数字仿真程序MANDISP进行了Windows版本的开发,包括图形用户界面的创建及扭振特性分析功能的增强.Windows版本的MANDISP能对汽轮发电机组进行轴系模态频率与振型计算,对电网中的各种故障及操作进行时域仿真并计算其引起的机组轴系疲劳寿命损耗.最后利用程序对国产首台1 000MW汽轮发电机组进行轴系扭振特性分析、暂态扭矩仿真及疲劳寿命损耗研究.计算结果表明,机组轴系自然频率满足轴系扭振频率设计要求,疲劳损耗也满足目前通常使用的机组设计标准.     

大型汽轮发电机组轴系扭振的动频研究

在考虑轴系动态条件的基础上，推导了动频问题的轴系扭振模型，并在有限元方法的基础上研究了轴系的几何结构和工作转速的高低等因素对轴系扭振的影响，进而给出了多盘转子扭振动频的判定准则。还对某300MW汽轮发电机组轴系扭振的动频问题进行了研究，得出了现有转速下的汽轮发电机组轴系扭振可以不考虑动频影响的结论。     

东方200MW汽轮发电机组轴系扭振安全性分析

本文通过对东方200MW汽轮发电机组轴系扭振计算和现场扭振实测,论证了机组轴系扭振的安全性,为机组安全运行提供依据.     

不同基础形式对大型核电半速机组轴系动力特性的影响

为量化研究采用不同基础形式时汽轮发电机组轴系动力特性的差异,采用基础与轴承座均为动态支承刚度边界的方法,以某百万级核电半速机组为计算实例,计算得到常规固定基础及弹簧隔振基础下各轴承座的支承动刚度,并在2种支承边界下计算分析了轴系临界转速、轴颈不平衡响应及轴系对数衰减率等主要动力特性.结果表明:2种基础形式下,轴系各转子临界转速和轴颈的不平衡响应值均很接近,轴系失稳转速大于2 000 r/min,选用弹簧基础时轴系各转子水平向临界转速略有减小,而垂直向临界转速有所增大,通过优化设计可使弹簧基础的支承刚度具备与常规固定基础等效的支承刚度.     

汽轮发电机组扭振模拟机的轴系设计

介绍了汽轮发电机组轴系扭振模拟系统的设计原则,利用雷卡迪传递矩阵分析计算了汽轮发电机组轴系扭振的固有特性。依据设计原则,利用模态刚度矩阵、模态质量矩阵和模态频率相似进行了扭振模拟机轴系的设计,扭振模拟机轴系前三阶固有特性与实际机组轴系扭振动特性基本一致。试验表明,扭振模拟机达到了设计目的,同时也证明了轴系分析方法和设计方法的正确性。     

国产600MW汽轮发电机组轴系动平衡研究

针对国产600MW汽轮发电机组运行中普遍存在的轴系异常振动问题,分析了振动现象、振动特征、振动机理及其原因,并对现场动平衡问题的处理方法进行了总结.结果表明：国产600MW高中压转子由于结构不对称存在较大的振型干扰,现场对转子进行动平衡时应考虑各阶振型的干扰系数,尤其是一阶配重对二阶振型的影响;部分机组低压转子轴承座振动超标的原因为采用坐缸式轴承座的支承刚度不足,现场可以通过精细动平衡来消除;发电机转子振动主要呈现三阶振型,现场校正三阶不平衡的方法就是在低-发对轮或发-励对轮上加重,且在动平衡分析时应注意区分振型畸变;集电小轴的振动受发-励对轮的安装工况影响较大,现场对其进行动平衡分析时应考虑发-励对轮下张口对加重响应的影响.     

200MW汽轮机轴系不平衡响应的计算分析

利用Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵方法,计算分析了某２００ＭＷ汽轮机轴系的不平衡响应。研究表明,接长轴是轴系中对不平衡较为敏感的部位,在接长轴加重可以得到较好的轴系平衡效果。     

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     

汽轮发电机组转子及轴系弯扭耦合振动发展现状与展望

随着汽轮发电机组容量增大,轴系增长,在役运行时间增加,转子部分多数会有质量偏心现象出现,这使得转子轴系的扭转振动与弯曲振动的耦合作用明显增强。从弯扭耦合的角度来研究汽轮发电机组轴系的振动,将能更准确地把握轴系的动力学特性。总结了近年来国内外对汽轮发电机组转子及轴系弯扭耦合振动问题的研究进展和成果,并对其进一步研究进行了展望。弯扭耦合振动的研究对汽轮发电机组的安全运行和故障诊断都具有十分重要的意义,进一步的深入研究必须与力学学科一系列前沿问题研究相结合。     

吴泾亚临界600MW机组轴系优化设计

以吴泾亚临界600MW机组为计算模型,对各种因素影响下机组轴系的振动性能和稳定性能进行了全面的计算和分析,并在机组轴系的设计中提供了合理的转子匹配方案,使机组在运行中取得了优良的成绩.     

东方-日立型超超临界1000MW汽轮机可靠性设计

简要介绍东方引进型1000MW超超临界汽轮机的结构以及在可靠性设计方面的技术特点,介绍了日立公司通过使用Q系数和强迫挠度、汽流激振指数来评价轴系的动力学特性和轴系稳定性的准则,通过分析比较国内常用的轴系可靠性评价准则和日立的评价准则,论证了该机组轴系按国内常用的轴系可靠性评价准则和日立的评价准则都是稳定可靠的。日立的准则用于评价汽流激振对高参数大容量机组轴系稳定性的影响,很有工程实用价值。     

柔性支撑下汽轮机组振动响应特性分析

为解决汽轮机组低压缸轴承振动大的问题,对低压转子振动响应特性进行了研究。基于转子动力学理论建立了转子-轴承支撑系统有限元分析模型,考虑支撑刚度对转子系统振动的影响,计算了不同支撑刚度下转子轴承振动、轴振和绝对轴振响应特性。研究表明:不同支撑刚度下转子不平衡振动响应差异较大,柔性支撑下,轴承振动较大,轴振较小;转子绝对轴振能够较为真实的反映实际振动情况,3 000 r/min工作转速时,柔性支撑下轴承振动对转子不平衡力变化较为敏感;现场可通过精细动平衡降低轴承振动。     

国产300MW机组振动问题分析及治理

国内三大动力集团公司生产的300MW机组在运行过程中存在一些较为普遍的振动问题,如过发电机/励磁机临界区域振动大、4号轴承振动偏大、大负荷下高中压转子轴承突发性振动等,严重影响机组的安全可靠运行。阐述了国产300MW机组的振动特征,分析振动原因,并总结处理过程,给出现场振动治理的措施。     

大型抽水蓄能机组振动特性分析与评价

抽水蓄能机组振动尤其是其水力稳定性直接关系到电站的安全运行,是检验主机设计加工、现场安装及新机调试等质量的重要验收指标之一。以清远抽水蓄能电站~#1机组为研究对象,基于动平衡试验等一系列现场试验,结合旋转机械振动测量评价ISO标准和机组自身特性,评价分析了~#1机组振动特性。结果表明,采用长短叶片转轮设计明显降低了无叶区压力脉动和水导轴承座振动,且其振动性能优于常规叶片转轮。利用现场动平衡试验解决了发电机转轴振动及轴承座振动由质量不平衡所导致的振动超标问题,在最优工况下~#1机组上导、下导轴承座振动位移均小于16μm,三导摆度位移均小于148μm,即便处于50%负荷稳态工况其振动幅值仍处于A/B区。     

某300MW亚临界机组高中压转子裂纹的故障诊断

针对某300MW亚临界机组高中压转子在运行过程中出现振动值逐渐增大的问题,通过对高中压转子的历史振动数据进行分析,判断高中压转子存在扩展式弯曲故障。现场对高中压转子平衡后,短时间内振动状态恶化,诊断为高中压转子出现裂纹。及时停机揭缸检查,发现高中压转子高压第一压力级前的应力释放槽存在裂纹,避免了断轴毁机的安全事故,具有一定的借鉴意义。