汽轮发电机组轴系扭振模型参数识别方法

扭振在线监测和保护设备的扭应力分析精度取决于汽轮发电机组轴系扭振模型与实际轴系在扭振固有特性上的一致性。然而,在模化过程中模型的刚度往往容易出现误差,从而影响扭振分析的准确性。为了估算出模型的扭转刚度参数并消除其扭振固有特性误差,提出了一种通过建立刚度参数微增量与模型固有特性变化量之间的关系方程,求解刚度参数调整量的参数识别方法。经过反复迭代,调整后模型的扭振固有特性可与实测结果非常接近,从而保证扭振应力分析的准确性。     

基于运行工况辨识的风电机组健康状态实时评价方法

针对大型风电机组运行工况和状态信息复杂,健康状态难以准确评价的问题,提出基于工况辨识的健康状态实时评价方法。该方法充分考虑机组运行工况的复杂性和多变性,采用工况辨识实现运行工况空间的划分。在各运行工况子空间,建立基于高斯混合模型(gaussian mixture model,GMM)多状态特征融合的健康状态评价模型。采用健康衰退指数(health degradation index,HDI)作为机组健康状态评价指标,并给出健康衰退报警限的确定方法。该方法用于某1.5MW风电机组传动系统故障前的健康状态评价。结果表明,该方法提前监测到机组健康状态的衰退趋势,可实现故障的早期预报,避免严重故障发生,并为合理调整运行和安排维修提供依据。     

感应加热小半径金属弯管成型的机理研究

所分析的感应加热小半径金属弯管过程符合金属塑性大变形的成型机理，建立了压缩弯曲小半径弯管的形变模型，并用数值分析方法进行了计算，其结果可作为研制中频小半径弯管设备和进行小半径弯管加工的理论基础。     

太阳能与地热互补清洁利用系统特性分析

为了实现太阳能与地热能稳定高效利用,设计了太阳能与地热联合互补利用系统。首先对构成联合互补利用系统的4个子系统进行数学建模,将热功转换系统与热泵机组中导热流体分别选为甲苯和R410A;然后采用EBSILON软件将4个子系统耦合,并设置设计参数,输入郑州某地区供暖季气象参数和地热参数数据,研究太阳能与地热联合互补利用系统的发电与供热等关键指标。模拟研究结果表明:太阳能系统的供热量最低稳定在27.23 kW,且随着太阳辐射量的升高而升高;地热机组的供热量一般在160.26 kW,且进口地热水温度每上升5 ℃,地热机组的供热量升高6.30 kW,地热机组供热量在太阳能系统供热量上升时有所下降,可与太阳能实现有效互补增加能源利用率,也增大了系统供暖的稳定性。该研究可为太阳能与地热能清洁供热的工程化应用提供一定理论基础。     

新型套管式相变蓄热器结构优化及传热研究

针对相变材料导热系数小而影响相变蓄热器换热效率的问题,对蓄热器结构进行改进,提出应用三角形直列、同心圆排列、正方形直列和正方形错列4种不同的换热管束排布方式对相变蓄热器的结构性能进行优化及数值模拟。模拟结果表明:换热管束采用正方形直列和正方形错列排布的蓄热器内相变材料熔化所需时间基本相同,同心圆排列所需的融化时间最短;换热管束采用三角形直列排布、正方形直列和正方形错列3种排布方式的蓄热器在蓄热后期会出现死区,与同心圆排列方式相比,其相变材料熔化所需时间分别增加了57.20%、26.47%和26.48%。     

一种新的转子碰摩故障诊断特征的研究

建立Jeffcott碰摩转子的弯扭耦合振动非线性微分方程，通过数值仿真手段，着重分析转子碰摩故障的扭振时频域特点及其非线性振动特性，并描述动静间隙对碰摩转子扭振非线性特性的影响。研究表明，转子碰摩激起丰富的扭振频谱信息，主要包括N/2X、N/3X等分频成分以及1X、2X等倍频成分，且分频幅值往往比倍频大许多。在一定转速范围内，周期运动与复杂的非线性运动交替出现。而动静间隙对转子扭振特性影响明显，动静间隙越小，转子动静碰摩越严重，频谱成分越丰富，运动形式更趋复杂，相应的各复杂运动区的范围也越宽。文中揭示的扭振特征为转子碰摩的状态识别与诊断提供了一种新方法。     

磁致伸缩换能器振子及其性能分析

基于等截面细棒纵振动的振速方程及其通解，推出了棒型磁致伸缩换能器振子的频率方程，分析了其振速和应力分布、前后振速比等性能参数，讨论了在最佳阻抗匹配条件下换能器振子的设计问题，最后给出了一典型实例。     

基于序列数据异常趋势识别的故障诊断方法

在专家诊断经验中经常会采用序列数据的变化趋势作为诊断依据。由于重大设备诊断缺乏故障样本,多以专家经验为依据,使一般的定性趋势分析方法不易在智能诊断系统中直接应用。因此,提出了一种融合专家经验的序列数据趋势识别方法。该方法基于专家对趋势特征的描述,以模糊矢量形式描述序列数据的变化趋势。然后通过趋势识别决策树,实时判断数据趋势类型。将该方法应用于汽轮机故障案例中,验证了该方法提取的趋势特征可有效提高汽轮机故障诊断模型的准确度。     

拖曳三角板挤压应力计算方法比较研究

采用二维有限元方法研究了载荷、销轴与销孔间隙、摩擦因数的变化对拖曳三角板销孔最大接触应力的影响,并将有限元分析结果与几种公式计算结果进行了比较。当销轴与销孔的间隙ΔR=0时,可以采用平均挤压应力公式校核拖曳三角板的挤压强度;当销轴与销孔的间隙与销轴半径的比值λ≥0.02时,为了降低有限元分析成本,在没有更加精确的计算公式时,可以采用赫兹应力公式校核拖曳三角板承压能力,赫兹公式计算结果与有限元分析结果的误差小于10%。     

改进专家群决策方法的风电机组故障风险评价研究

针对风电机组故障风险定量分析困难,评价过程主观性强的问题,提出了一种改进的专家群决策方法。首先,采用拟优一致判断矩阵法保证各个专家判断矩阵的一致性;其次,利用几何平均法(GMM)完成专家组矩阵的权重划分工作;最后,将灰色关联度方法与层次分析法(AHP)相结合,对各个专家组权重进行合理调整,形成针对风电机组设备故障风险的评价模型。经过实例验证,此方法能较为准确地对机组故障风险进行定量分析,同时提高故障风险评价过程的可行性与客观性。