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。     

660 MW超超临界二次再热汽轮发电机组轴系振动特性分析

二次再热汽轮发电机组是实现现阶段火力发电向高效清洁发电转变的有效手段,为保证机组运行安全性,对机组振动特性进行了分析计算.建立轴系的连续质量模型,采用传递矩阵法进行计算.结果表明轴系的振动特性合格,轴系不会因为共振而破坏,在两相短路工况下的转子强度是合格的.     

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.     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动研究

对汽轮发电机组轴系的离散质量模型采用传递矩阵方法和模态综合技术研究了中、低压末级长叶片切向弯曲振动对轴系扭转振动的影响。研究表明,长叶片与轴系之间存在着弯扭耦合振动,叶片的切向弯曲振动对轴系扭振特性有影响。     

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。     

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.     

大型汽轮发电机组轴系振动及其控制的研究

分析了大型汽轮发电机组轴系振动产生的原因及其研究的发展过程，对大型汽轮发电机组轴系扭转振动、弯扭耦合振动及其控制研究进行了综述，并对大型汽轮发电机组轴系振动及其控制研究的未来进行了展望。参12     

多轮盘转子系统轴向振动的固有特性研究

通过分析轴系轴向振动的机理,进一步将传递矩阵法应用到对一台汽轮发电机轴系的轴向振动固有特性的计算方法中去.计算结果证明这种方法既简单又可靠.     

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。     

汽轮发电机组大不平衡非线性振动与轴系事故

介绍了现今所完成的对机组非线性振动与轴系事故研究的主要结论。对汽轮发电机组由大不平衡引起的振动，通过非线性计算分析，探明了国产２００ＭＷ机组低压转子和发电机转子发生大质量失重时瞬态过程的振动和强度方面的若干重要特性及其与机组轴系事故的关系。     

某引进型300MW汽轮发电机组励磁机转子动态特性分析

某引进型３００ＭＷ汽轮发电机组励磁机由制造厂对单转子进行了精确的高速动平衡,返回现场后升速过程临界转速振动和工作转速振动仍然偏大。为确定其中的原因,本文对该型机组励磁机单转子及其与发电机组成的小轴系进行了临界转速和不平衡响应的理论数值计算,其计算结果与现场和制造厂的实油数据进行了分析比较,得到了有关这种励磁机转子的动态特性以及高速动平衡的分析结论,它们对国内同型机组励磁机的振动处理具有参考意义。     

汽轮发电机组轴系扭振引起的叶片响应计算

提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型,在此基础上分析了叶片运动的轴系扭振的影响,给出了轴系扭振引起叶片响应的计算方法,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算,结果表明,由轴系扭振引起的叶片应力对叶片的安全性分析是不可忽视的,图3参4。     

空冷600MW汽轮发电机组轴系扭振特性分析

主要研究了空冷600MW汽轮发电机组轴系扭振特性、疲劳寿命损耗,并针对两个特定电厂的接入系统进行网机耦合次同步谐振特性分析。轴系扭振频率和响应计算采用连续质量模型,次同步谐振特性分析采用集中质量模型。计算结果表明,机组扭振频率避开了工频和倍频,轴系不会因共振而破坏;在短路故障轴系扭振是安全的;空冷600MW汽轮发电机组可以用于远距离输电在线路中进行串联电容器补偿。     

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.     

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     

发电机组轴系扭振疲劳损伤评估方法研究

凹槽、套装联轴器等结构往往是汽轮发电机组轴系疲劳损伤的薄弱环节,对其进行应力分析至关重要,经验公式无法满足要求。以某600 MW汽轮发电机组轴系为例通过有限元建模方法对汽轮发电机组轴系进行扭应力分析,进一步得到薄弱环节的应力寿命曲线,优化疲劳极限取值,实现低幅值次同步振荡工况下的疲劳评估。采用多段集中质量模型分析扭振固有特性,结合轴系扭振固有特性和应力寿命曲线,评估机组轴系在次同步振荡工况下的疲劳损伤。此方法可用于评估汽轮发电机组轴系疲劳损伤情况。     

600MW机组轴系振动的优化成果在吴泾电厂的运行实践

沪产第一台600MW燃煤发电机组自2000年5月3日首次启动至2000年7月10日完成168小时满负荷试运,正式移交电厂试生产,仅用了69天的时间.通过600MW机组汽轮机发电机组轴系优化项目,从设计、制造、施工、调试各个环节措施的实施,从静态到动态考核,机组轴系振动达到优良水平,是确保机组顺利投产的关键之一,也是衡量机组安全性、可靠性指标和创优的重要内容.     

汽轮发电机组轴系扭振特性计算分析

介绍了采用多段集中质量模型计算轴导振特性的两种方法：传递矩阵法及特征向量。并利用上述两方法对某电厂１号机轴系的扭振特性进行了计算分析。     

1.5MW低风速风力发电机组主传动系统设计及动力学分析

低风速风力发电机组具有广阔的市场前景,其主传动系统的设计和分析是整个风机研发的关键技术之一。通过对风机各种传动系统结构形式的分析、对比和优化,设计了适于1.5 MW低风速风力发电机组的最佳传动方案,即内置式主轴、二级行星加一级平行轴齿轮传动的结构形式。采用多体动力学软件SIMPACK建立了该风机主传动系统的精确模型,找出系统的固有频率及激振源,并进行共振分析;对共振危险点进行时域仿真,根据仿真结果研究振动对风机系统的影响。最后根据系统的动态特性分析结果,验证所设计的主传动系统的可靠性。     

蒸汽轴向流动对汽轮发电机组轴系扭振响应的影响

对在汽轮机高压和中压调节阀快关动作后蒸汽沿轴向流动过程对轴系扭振响应的影响进行了研究。轴系的计算模型采用连续质量模型。外激励模型是考虑了汽轮机ＤＥＨ系统、热力系统以及单机对无穷大电网的机电耦合数学模型。对３００ＭＷ汽轮发电机组的仿真计算表明,考虑蒸汽流动导致的激励扭矩沿汽轮机轴向瞬时变化时,对轴系的扰动和轴系扭振的激励加强,蒸汽载荷变化对汽轮发电机组轴系扭振的影响是较大的,在轴系安全评价中必须加以考虑。图４参３