发电机组次同步振荡扭振参数甩负荷测试研究

提出一种利用甩负荷试验获取汽轮发电机组次同步振荡扭振参数的方法。甩负荷试验时汽轮机扭矩负载突降为0,转速飞升过程中激发出轴系扭转自由振动响应。利用频率计数法，从发电机组保护系统转速传感器输出信号中提取瞬时角速度，通过数值积分方法获取扭角位移信号。测试发现，相比于扭角速度，扭角位移信号更能反映扭振特征。甩负荷试验时扭振信号比较微弱，测速齿轮盘分度误差、振动、齿轮盘安装偏心等对测试结果影响较大。这类误差具有周期性特点，滤除瞬时角位移信号中转频及其若干倍倍频谐波分量后，信号中包含的扭振特征明显。结合某热电联产项目汽轮发电机组甩负荷试验进行了测试，给出了信号处理方法，验证了方法可行性。该方法无需对轴系施加扭矩激励，具有较高的工程应用价值。     

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。     

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。     

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。     

考虑横—纵—扭支撑刚度的水轮发电机组轴系预应力模态分析

综合考虑导轴承和推力轴承的支撑刚度对轴系的横—纵—扭耦合影响,应用Ansys Workbench软件建立了悬式三支点水轮发电机组轴系的三维有限元模型,采用Block Lanczos模态分析法分析了轴系的固有频率及其振型,借助Design Exploration优化设计模块计算了机组实际运行时轴系的预应力模态,获得了水流冲击和转速变化等因素对机组轴系固有频率值的影响规律。结果表明,机组在运行过程中转速变化对轴系的低阶横向振动频率影响较大,而对其扭转振动频率影响很小。     

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。     

旋转机械扭振模型在线自适应调整方法研究

现有理论方法不能随着旋转机械的运行实时地调整扭振模型,且准确性较差。因此,根据轴系机头、机尾测速齿轮的实时监测数据,分析得到轴系的扭振固有频率,并将其与计算所得的扭振固有频率进行比较,得到固有频率变化与扭转刚度变化的关系方程组;求解该方程组后,在线自适应调整轴系的扭转刚度,即可得到准确的扭振固有频率。将此方法应用于汽轮发电机组,在机组运行工况改变、扭振模型误差、汽缸内蒸汽温度变化、轴系扭振固有特性发生偏移的情况下,可准确获得机组轴系扭振固有频率。提出了一种实时在线自适应调整轴系扭振模型的方法,使扭振模型反映的固有特性与旋转机械的实际情况相符。     

6EX340EF柴油机试车台轴系扭转振动分析

基于集总参数方法搭建了自主开发的6EX340EF柴油机试车台轴系的扭转振动模型,并开展了自由振动计算,得到了试车台轴系的前三阶固有频率及振型;同时,分别采用连续升降转速以及稳态测量方法开展了试车台轴系的扭转自由振动测试。两者的比较分析验证了轴系模型的准确性,在此基础上对试车台轴系在不同载荷情况下的扭振应力进行了反推,评估了6EX340EF柴油机试车台轴系扭振的安全性。     

不同惯量飞轮对脉冲机组轴系扭振性能影响研究

建立了三组不同惯量飞轮下脉冲机组轴系的当量系统模型,应用轴系扭转振动计算软件,分别对该三种方案下脉冲机组轴系自由振动和强迫振动进行了计算研究.分析了不同惯量飞轮对轴系固有频率、柴油机曲轴扭振应力、发电机转子电角、发电机转子扭矩、弹性联轴器扭矩的影响,根据分析结果,提出了合理的机组运行方案.并利用扭振测试分析系统,校核了其中一组惯量飞轮下脉冲机组的扭振计算结果,证明了理论计算结果的正确性.     

机组甩负荷中调节阀的动作过程对转速飞升的影响

在甩负荷试验调节阀的动态关闭过程中,持续流入汽轮机的蒸汽和汽轮机内原有蒸汽将继续膨胀做功引起转子转速飞升.通过计算调节阀的当量关闭时间,并依据3台600Mw亚临界汽轮发电机组甩负荷试验数据理论计算出机组的最大飞升转速,并与试验结果进行了比较,发现计算结果与实测值有着较好的一致性.同时分析了汽轮机调节阀的动态关闭过程对转子转速飞升的影响,并就转速飞升的影响因素进行了探讨,为机组甩负荷试验及安全稳定运行提供了参考依据.     

超临界/超超临界汽轮发电机组甩负荷仿真分析

介绍了超临界汽轮机的运行工作原理,分析了超临界汽轮机甩负荷的工作状态,建立了超临界汽轮机控制系统中部件的数学模型,并建立了超临界汽轮机并网运行的甩负荷模型和仿真模型,给出甩负荷后转速的变化曲线,并分析不同的阀门关闭时间对转速变化的影响。     

背压式汽轮发电机组甩负荷建模与仿真分析

介绍了背压式汽轮机的运行工作原理,分析了背压式汽轮机甩负荷的工作状态,建立了背压式汽轮机并网运行的甩负荷模型和仿真模型,给出甩负荷后转速变化曲线,并分析不同的阀门关闭时间对转速变化的影响。     

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。     

核动力汽轮发电机甩负荷建模与仿真分析

介绍了核电汽轮机的运行工作原理,分析了核电汽轮机甩负荷的工作状态,建立了核电汽轮机的容积方程,并建立了核电汽轮机并网运行的甩负荷工作原理模型和仿真模型,给出甩负荷后转速和功率的变化曲线,分析了水膜蒸发对核电汽轮机甩负荷过渡过程的影响.     

双燃料低速发动机推进轴系扭转振动特性

以某滚装船双燃料发动机及动力系统为例,研究在燃油、双燃料模式下扭转振动激励力矩的差异及其对于发动机扭振响应的影响,分析推进轴系的扭转振动特性,并对扭振测试结果进行分析。研究结果表明：在燃油与天然气双燃料模式下,后者的扭振激励力矩较大;在燃油与天然气双燃料模式下,虽然曲轴扭振应力变化不大,发动机、推进轴段、发电机转子扭振响应均发生显著的变化。     

汽轮发电机组轴系扭振响应分析

针对传统的汽轮发电机组轴系扭振瞬态响应求解模型的不足,进行了去线性趋势处理,消除了Newmark-β法存在的线性累积误差,建立了新的求解模型.以300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对典型电力系统扰动(如三相短路、两相短路、非同期并网等)下的轴系扭振响应进行了仿真分析.结果表明:几种扰动均能激起轴系的前五阶扭振固有频率,尤以120°非同期并网激起的轴系扭振响应最大;在整个轴系的扭振响应上,发电机转子处的扭振比汽轮机转子处剧烈.     

汽轮机转子中心孔对轴系动态特性的影响

由于制造工艺原因或者设计需要,会在某些汽轮机整锻转子上加工中心孔。开孔对转子刚度有所影响,因此有必要研究转子中心孔对轴系动态特性的影响。建立实心转子、局部开盲孔转子和中心开通孔转子3种模型,计算3种模型下轴系的临界转速、扭振频率和短路剪切应力,对比分析不同模型下轴系的动态响应特点及规律。同时,对于中心开通孔模型,研究不同的中心孔直径对计算结果的影响。根据研究结果,总结对比全整锻转子和开孔整锻转子的轴系动态特性,为相关设计提供参考。     

300MW机组在要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300MW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。     

频繁低幅次同步振荡引起的轴系扭应力在线评估

提出了一种新的高压直流输电(HVDC)系统中频繁低幅次同步振荡(SSO)引起的轴系扭应力的在线评估方法:利用实时采集的扭角信号以及发电机三相电压和三相电流信号,结合轴系的扭振振型和轴系危险截面的扭转刚度,实时计算轴系危险截面的扭矩;根据轴系危险截面处的结构特点和理论应力集中系数求得轴系危险截面处的实时扭应力.应用该方法分析了某1 000 MW机组在发生频繁低幅SSO后的轴系危险截面扭应力的变化情况.结果表明:所提出的扭应力在线计算方法避免了复杂的数学计算,易于计算机实现,且计算结果准确、可靠.     

三缸汽油机的轴系扭振分析

运用EXC ITE Designer软件对某三缸汽油机的轴系扭转振动进行了分析,求出了系统的自振圆频率、临界转速、扭振振幅和转速不均匀性,并对轴系的扭转振动情况作出总结与评价。计算结果表明:该三缸汽油机的轴系扭振情况良好,与实际使用情况相符。