某660MW汽轮机振动原因分析及处理

围绕某电厂660 MW汽轮发电机组在A修后机组启动过程中振动异常的原因分析、处理过程和处理效果进行了论述,通过振动频谱特征分析,查明了汽轮机振动大的原因为汽封与转子碰摩导致转轴产生了热弯曲,在采取控制振动幅值的前提下让其动静摩擦等措施后收到明显的效果,为其他机组查找此类振动原因提供了参考。     

汽轮机组轴颈碰摩故障分析与研究

结合某电站350MW机组运行中发生轴颈碰摩故障过程以及碰摩故障机理与原因,利用故障振动数据及轴承运行参数对轴颈碰摩故障发生过程进行了分析。机组发生轴颈碰摩故障时,振幅明显升高并导致轴瓦温度升高以及润滑油压降低。由于润滑油压低导致油膜形成能力差使得轴瓦与轴颈发生碰摩故障。     

深度调峰工况下某汽轮机异常振动原因分析

某发电厂3号机为600MW超临界机组，在一次机组正常调峰运行过程中，发生了振动增大导致的非计划停运事件。通过对振动数据进行分析，判断高中压轴封位置发生严重碰摩，导致高中压转子轴振增大。碰摩原因为轴封联络管中冷汽进入，导致轴封位置发生碰摩故障。对深度调峰工况下轴封温度对机组振动的影响进行了详细的分析，为今后类似机组在调峰状态下振动故障的分析提供了借鉴。     

基于HHT的汽轮机组碰摩故障信号时频分析方法研究

针对汽轮机组碰摩故障振动信号非平稳特征,将一种新的非平稳信号处理方法,即希尔伯特-黄变换(Hil-bert-Huang Transform,HHT)方法用于汽轮机组碰摩故障检测和时频分析。首先利用经验模式分解(EmpiricalMode Decomposition,EMD)提取碰摩信号的内蕴模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,再对IMF作HHT变换求瞬时频率和幅值。分析结果表明,HHT时频分析能够准确检测出碰摩故障产生的时间、频率和幅值信息,因此该方法能有效应用于汽轮机组碰摩故障信号的时频分析与诊断。     

基于全谱分析的转子非线性动力学研究

为研究刚性支承下故障转子系统的进动问题,建立了转子系统非线性动力学模型,通过数值仿真得到裂纹故障、碰摩故障以及裂纹-碰摩故障的进动信号,并基于全谱图分析了其变化规律和特点,最后利用Bently转子实验台对裂纹-碰摩故障下转子系统的全谱图进行了实验验证。结果表明:全谱图不仅反映了转子振动幅值的变化,而且包含了转子进动方向的信息;碰摩故障和裂纹-碰摩故障下转子的响应中出现-nX高倍频成分,转速比为0.55时-2X成分幅值高于2X成分幅值,呈现2阶反进动特征;碰摩故障和裂纹-碰摩故障时转子系统在高转速下的非线性特征更复杂,全谱图中出现±1/2X成分,此时转子系统处于周期2运动状态。     

汽轮机组动静碰摩引起振动故障的判断和对策

分析了汽轮发电机组在运行中,由于动静部分碰摩导致机组发生振动可能表现出来的现象,指出,出现哪些振动现象时可判定汽轮发电机组可能产生动静部分碰摩以及发生动静部分碰摩以后应当如何处理。     

9E燃气轮机冷态启动动静碰磨故障处理

某9E燃机因长期启停频繁而缸体变形，在冷态启动过程中发生动静碰摩，引起振动持续爬升进而跳机。介绍了该故障经过，通过跳机前后轴振数据分析，判断故障为动静碰磨，经过开缸检查、打磨叶片等处理后振动恢复正常，并制定防范措施，为类似故障问题处理提供参考。     

转子碰摩故障振动时频特征的实验研究

通过转子实验台模拟了转子局部碰摩、全周碰摩故障,基于Hilbert-Huang变换(HHT)给出了不同条件下碰摩故障振动信号时频分布特征.结果表明,基于HHT的时频分析方法能在局部碰摩故障发生的早期作出准确诊断;时频图上高频成分的频率调制现象是区分全周碰摩与局部碰摩的重要特征;基于HHT的时频分析方法比传统的频谱分析更准确地反映出碰摩故障的特征,为此类故障的预报与诊断提供了依据.     

浮动油档引起的汽轮发电机组不规则振动分析

针对近几年频发的汽轮发电机组浮动油档引起的不规则振动,结合了某350MW调试机组同类故障实例,通过分析不规则振动特征和碰摩机理,指出浮动环材质不达标和安装位置不合理是引起浮动油档碰摩振动的主要因素,容易造成浮动环与转子干摩擦,导致转子热弯曲。最后总结了该类故障发生在机组冲转和机组运行过程中的不规则振动特征。     

早期碰摩故障下转子进动信号变化规律的仿真分析

针对早期碰摩时转子振动特征与其它旋转机械常见故障(如不对中)特征相重复的问题,研究转子进动信号中蕴含的早期碰摩故障特征.建立了转子动力学模型并求解得到仿真转子振动信号,从中计算出4项转子进动信号(公转半径、径向运动速度、公转转速、公转加速度)并进行了分析.结果表明发生早期碰摩时,转子进动信号的波动幅度会急剧加大,其中公转加速度信号会在碰摩点处发生瞬间剧烈波动,可用来指示碰摩部位;频谱中高阶倍频成分大大增加,大部分情况下高阶倍频代替转频成为主要成分.这些特征与正常状况有显著区别,可望用于碰摩故障的诊断.     

小舜江输水泵站厂房结构动力响应分析及安全评价

根据小舜江输水泵站工程结构特点,选取#3、#4机组段厂房结构及其地基建立了厂房结构的三维有限元模型,采用三维有限元动力时程分析方法分析了小舜江输水泵站厂房结构关键部位的应力和变形,并对其工作性态进行了安全评价。结果表明,关机工况下厂房结构的动拉、压应力极值均出现于#3机组段下游主梁跨中部位,最大动拉、压应力分别为0.829、-0.837 MPa,均小于材料的抗拉和抗压强度设计值;开、关机工况下厂房结构在垂直方向上的振幅极值同样出现于#3机组段下游主梁跨中部位,开、关机工况下的最大振幅分别为0.352、0.815 mm,均超出规范允许值0.15 mm,因此需对泵站厂房结构振幅过大部位进行减振处理。     

抽水蓄能机组水泵工况停机策略优化研究

鉴于抽水蓄能机组水泵工况停机断电控制策略的制定受水、机、电等因素影响,以黑麋峰电站为例,分析了机组不同水头下水泵工况停机过程中,不同导叶开度断电条件下过渡过程的特性、停机过程机组振动/摆度和压力脉动等关键测点的稳定性参数变化,并对比了水泵工况停机过程与开机过程抽水调相转抽水工况下稳定性参数的差异,结合机组GCB特性确定水泵工况停机过程断电的最佳负荷和导叶开度,优化水泵工况停机策略,实现过渡过程、稳定性与GCB电气寿命指标最优。优化后的水泵工况停机策略能够保证机组安全运行,且停机断电负荷满足相关行业标准。     

Effects of plate vibration on the mixing and combustion of transverse hydrogen injection for scramjet

Transverse injection is an effective mixing enhancement technique for the combustor of scramjets. Vibration of the plate structure in combustor will easily be induced due to aerodynamic load and harsh aerothermodynamic load simultaneously. Effects of the plate vibration on the mixing and the combustion of the transverse hydrogen injection have been investigated numerically in this study. Finite rate chemistry model is used as combustion model. The supersonic jet experimental model of the Stanford University is modified slightly and used as the analysis model. Effects of the frequency and the amplitude of the plate vibration on combustion performance and flow field structure have been investigated in detail. The results show that the plate vibration increases the mixing efficiency, the combustion efficiency and the total pressure loss coefficient. Besides, it can change the flame structure and the shock wave structure, as well as increase the shock wave intensity at downstream of the injection. The vibration frequency has relatively little effect on the combustion efficiency and the total pressure loss coefficient. When the vibration frequency is large, it presents some high frequency pulsations for the total pressure loss coefficient. However, the vibration amplitude has large effect on combustion efficiency and the total pressure loss coefficient. When the vibration amplitude is small, the combustion efficiency presents regular periodic change with time. When the vibration amplitude is large, it diverges with time, and the flow tends to be unstable. The large vibration amplitude changes the stability of the original flow. Consequently, the combustion with large amplitude fluctuation can critically damage the combustion stability.     

基于振颤幅值监测的电液转换器卡涩故障分析与诊断

采用仿真的方法对汽轮机电液转换器的卡涩故障进行了分析，并且分析了振颤信号在不同幅值与频率下对卡当涩死区的影响。提出了基于振颤信号幅值监测的电液转换器卡涩故障的诊断方法。     

大型风力机地震动力响应研究

为研究地震载荷与风载荷联合作用下的大型风力机结构动力学响应,本文研究分别以Wind PACT 1.5 MW和NREL 5 MW风力机为研究对象,采用EI Centro 6.9级地震为输入激励,通过改进版的开源软件FAST(风电载荷仿真软件)计算风力机在正常运行、紧急停机和一直停机3种运行方式下的塔顶振动和塔架结构荷载情况,结果表明:地震载荷极大加剧了塔顶振动,机舱加速度峰值增大2倍以上。紧急停机操作可减小塔尖位移,一定程度上可以保护风力机结构安全。地震载荷主要增大了塔架一阶固有频率及其二倍频的振动。6.9级地震与额定风载荷联合作用下,NREL 5MW风力机塔基弯矩设计需求为159 MN·m,略大于极限风载荷作用。说明地震常发地区,塔架结构强度设计必须考虑地震载荷作用。     

瞬态动力学计算轴系强制扭转振动

论述了应用瞬态动力学计算轴系强制扭转振动的方法,以某发动机为例,计算其临界转速下的共振振幅及曲轴系统各轴段的扭振附加应力,并进一步计算了在不同转速工况下的主谐次振幅和轴段扭振最大应力,计算值和试验数据比较表明了该方法的可行性。     

振动状态下水平管内气液两相流流型转变的实验研究

对振动状态下水平管内气液两相流流型进行了实验研究,分析了不同振动频率、振动幅度对流型转变的影响。研究发现:随着振动频率或振动幅度的提高,在液相折算速度相同的情况下,环状流的形成需要更高的气相折算速度,而在气相折算流速相同时,泡状流的形成需要更高的液相流量;振动频率或幅度的提高使各个流型的走势分布发生变化,整体看是以弹状-波状流为中心向外有不同程度的扩张;振动频率与振动幅度两者对流型转变的影响基本相同。     

基于曲轴扭振谐次幅值特性的内燃机功率监测新方法

基于内燃机动力学和多缸内燃机轴系任意测点简谐角振动与各缸对应简谐力矩的关系式,推导了内燃机曲轴测点角振动响应与内燃机功率的关系式,提出了基于曲轴角振动谐次幅值实现内燃机在线有负荷测功的方法;基于线性叠加的原理,比较不同燃烧介质的大功率内燃机气体激振力矩和往复惯性力矩对曲轴测点处角振动特征谐次幅值的影响。对某天然气内燃机和某柴油机进行仿真和试验研究,特征谐次幅值曲线证明了理论的正确性;利用曲轴测点扭振角位移特征谐次幅值计算内燃机的实际运行功率,最大误差为3.5%。     

The drillstring dynamic frequency domains modes and mode shapes characteristics of compound drilling for the high-quality slim borehole

High-quality borehole is crucial to hydrogen underground storage (HUS) and oil & gas development, while compound drilling plays an important role in improving borehole quality. The modal model of compound drillstring in slim borehole is established by using finite element method to analyze the modal of longitudinal vibration, lateral vibration and torsional vibration. The results shows that as the number of order increases, the intrinsic frequency of the three vibrations increases. The amplitude of axial vibration is the largest, and the amplitude of lateral vibration is smallest. The natural frequency of drillstring in slim borehole decreases as drillstring length increasing. The longer drillstring is, the smaller the interval frequency between the intrinsic frequencies of orders will be, and it is easier to cause resonance. The axial vibration will cause minimal damage to the HUS quality. Lateral vibration has the greatest damage to wellbore quality, and is the most unfavorable for the establishment of HUS channels. The damage of torsional vibration to the HUS is less than the lateral vibration and larger than axial vibration. The higher the vibration frequency and amplitude, the harder it is to improve the HUS quality. In order to improve the quality of HUS, the weight on bit (WOB) and rotary per minutes (RPM) should be adjusted at the same time for lateral shock, and the WOB should be mainly reduced for controlling the axial and torsional vibration. The results are benefit for the drillstring design, improving the wellbore quality and HUS quality.     

燃气轮机转子裂纹故障分析与诊断

振动监测和诊断是及时诊断旋转机械故障的手段之一,其中的频谱分析能有效地诊断出转子裂纹。介绍了某燃气轮机转子裂纹的振动现象、处理过程以及故障诊断。转子裂纹的振动有以下特征:裂纹转子具有刚度不对称的特点,运行中存在二倍频振动,在启停机经过转子临界转速一半时存在二倍频共振峰;随着裂纹的发展,二倍频共振峰值有增大趋势;联轴器瓢偏以及低速盘车时转子晃度也会增大。根据转子的振动特征判断该转子存在裂纹且仍在发展,检查结果验证了故障诊断的正确性,为转子裂纹的故障分析与诊断提供参考。