一台国产300MW汽轮机振动原因分析与诊断

来源 :2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fenghuayi
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本文针对一台上海汽轮机厂早期生产的300MW汽轮发电机组,在带250MW负荷稳定运行期间,#8轴承垂直振动由24μm突升到67μm,转子振动由72μm的故障情况.在现场进行了增减负荷的扰动试验、变真空和改变轴承支承刚度等一系列试验和振动数据测量分析,诊断出超标振动特点与设备原因,并制定了保障机组运行的安全技术对策和设备检查方案.小修揭缸检查发现了引起振动的设备故障,证明诊断结论正确性,为该类型机组振动故障诊断分析提供有益借鉴.
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介绍了汽轮发电机组蒸汽激振及振动稳定性的基本原理和模化方法,以及设计改进的基本思路;列举了西门子-西屋公司及上海汽轮机有限公司在这方面的实践与研究工作.
某电厂一台机组在运行过程中,发生断油烧瓦伤轴的严重事故.经检查发现,轴承乌金磨损特别严重,并且机组转子轴颈出现裂纹及弯曲现象.事故发生后,由于机组受损严重,在抢修过程中被迫采用了较多特殊处理工艺,整个检修工艺流程也作了大胆调整,较正常大修有很大不同.抢修后,机组经过现场高速动平衡,振动情况良好,运行正常.抢修后由此类事故使作者联想到,今后再出现此类事故,如何使损失减少到最低程度,提出正确运用"封缸
本文研究了不光滑连续系统的分岔问题.首先,建立了汽轮发电机机电耦联系统的27阶非线性方程,加入了励磁系统的限幅控制,使其成为具有分段线性的连续不光滑系统,并研究了此连续不光滑系统平衡点在电磁参数影响下特征值的跳跃问题和由此导致的分岔行为,最后进行了数值验证.研究结果表明:连续不光滑系统的特征值的跳跃会引起系统出现类似于光滑系统中的静态分岔,如不连续鞍结分岔.
本文应用一双质量扭振系统来模化发电机组的振动,建立了双质量扭振参强激励系统的数学模型.应用多尺度法,给出了参强联合激励下的1/2亚谐-主参数共振解.通过对定常解的稳定性分析,得到了系统1/2亚谐-主参数共振解的局部分岔集及对应的分岔图.数值分析结果表明,当参数改变时,系统1/2亚谐-主参数共振解 的拓扑结构会发生变化.
本文根据松动裂纹耦合故障转子轴承系统的非线性动力学方程,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶方法,研究了系统周期运动的稳定性.研究发现,在较大和较小的偏心量作用下,系统的周期运动都由倍周期分岔而失稳,在适当的偏心量下,系统的周期运动以Hopf分岔形式失稳且稳定性较强.转轴裂纹和基础松动故障都使系统周期运动稳定性降低,而松动故障的出现还使系统Hopf分岔存在的区域变大.本文的结论为转子轴承系统的
在对油膜振荡进行非线性动力学分析的基础上,将其动力学响应作为位移边界条件,把损伤引入到材料的本构关系当中,考虑损伤与应力、应变的相互影响,采用全耦合的损伤力学分析方法对转子在油膜振荡行为下的损伤发展过程进行了分析,揭示了转子在油膜振荡行为下的疲劳破坏机制;同时分析了损伤与应力、应变的耦合作用对损伤演化、发展的影响,为汽轮机组的灾变防治和安全设计提供了一定的理论依据.
利用大型有限元计算软件ADINA对某国产200MW汽轮发电机转子-轴承系统的非线性动力学特性进行了初步分析.通过ADINA程序提供的用户接口将滑动轴承的非线性油膜力进行了考虑,计算中只计入了电机转子两端轴承的非线性影响.为了验证方法的有效性,以单盘柔性转子-轴承系统为对象,将计算结果与数值积分方法的结果进行了对比,表明该处理方法有很高的计算精度.最后,将对200MW机组转子-轴承系统的非线性动力学
本文通过分析研究,提出了可用于大机组轴系动特性计算分析的叶顶间隙及密封间隙汽流激振刚度阻尼系数计算模型,编制了相应的计算分析软件;应用该软件计算分析了不同结构及汽流参数对密封动特性的影响,对国产600MW机组在考虑蒸汽激振影响下的轴系振动稳定性进行了计算分析,并对汽轮机设计阶段如何降低或消除蒸汽激振带来的不利影响提出建议.
建立了短轴承模型的非线性转子-轴承系统发生碰摩时的数学模型,采用数值积分和庞加莱映射方法得到系统随转速变化的分叉图,计算结果显示,系统在某些参数域中可能发生倍周期分叉及混沌运动.用数值方法得到系统在特殊参数域中的频谱图、相图、轴心轨迹、及庞加莱映射图,并用分形几何理论对混沌系统的状态进行了判断.数值分析结果为该类转子-轴承系统的安全运行提供了理论参考.
转子-轴承系统阻尼特性具有复杂的非线性特性.目前,尚未有统一的阻尼模型.本文基于人工神经网络方法,根据转子-轴承系统转子振动幅值观测数据,采用BP网络和带有偏差单元的递归神经网络,辨识阻尼系数.通过引入偏差单元,提高了参数辨识的速度和精度.辨识结果表明,用神经网络方法辨识系统阻尼系数具有精度高和收敛速度快等特性.