大型汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振研究.pdf

1、大型汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振問題的研究對確保熱力發(fā)電設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。本文針對汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振中存在的幾個問題進(jìn)行了研究： 1、建立了基于Matlab的DEH控制系統(tǒng)模型，并將該模型與Fortran程序構(gòu)成的汽輪發(fā)電機(jī)組軸系模型進(jìn)行連接，在此基礎(chǔ)上就調(diào)節(jié)系統(tǒng)對汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振的影響進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中環(huán)節(jié)參數(shù)變化使調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)偏差變大，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性減小，控制時間增大時，軸系扭振衰減的總趨

2、勢是基本相同的，但衰減時間稍有加長；而當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中環(huán)節(jié)參數(shù)變化使調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)偏差變小，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性增大，控制時間縮短時，軸系扭振的衰減時間有所降低。研究中當(dāng)環(huán)節(jié)參數(shù)變化使系統(tǒng)更靈敏時，沒有出現(xiàn)扭振的不穩(wěn)定現(xiàn)象，主要是因?yàn)樵撜{(diào)節(jié)系統(tǒng)還不夠靈敏。如果環(huán)節(jié)參數(shù)變化使系統(tǒng)過于靈敏時，則可能會出現(xiàn)軸系的不穩(wěn)定扭振。 2、計(jì)算了考慮溫度分布后軸系扭振各階固有頻率、振型以及響應(yīng)的變化情況，分析了這些變化對軸系安全性的影響，研究了在汽輪機(jī)高

3、壓和中壓調(diào)節(jié)閥快關(guān)動作后蒸汽沿軸向流動過渡過程對軸系扭振響應(yīng)的影響，并對綜合考慮溫度分布和蒸汽流動情況下甩負(fù)荷時汽輪發(fā)電機(jī)組軸系的扭振響應(yīng)進(jìn)行了研究。軸系的計(jì)算模型采用連續(xù)質(zhì)量模型。外激勵模型是考慮汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)以及單機(jī)對無窮大電網(wǎng)的機(jī)電耦合數(shù)學(xué)模型。對300MW汽輪發(fā)電機(jī)組的仿真計(jì)算表明，熱載荷變化特別是蒸汽載荷變化對汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振影響較大，在對軸系進(jìn)行安全性評估時必須加以考慮。 3、在轉(zhuǎn)軸以一定速度旋轉(zhuǎn)的條

4、件下，推導(dǎo)了考慮動頻情況下的單質(zhì)量盤轉(zhuǎn)子扭振運(yùn)動方程，通過有限元方法對不同幾何結(jié)構(gòu)的單質(zhì)量盤轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)動頻率下的扭振固有頻率進(jìn)行了計(jì)算，對影響單質(zhì)量盤轉(zhuǎn)子扭振動頻的動頻系數(shù)進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，離心力的作用相當(dāng)于使轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)剛度增加，從而在不同程度上提高了轉(zhuǎn)子的扭振固有頻率，而在影響單質(zhì)量盤轉(zhuǎn)子扭振動頻系數(shù)的因素中，動頻系數(shù)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平方及質(zhì)量盤直徑的平方成正比，而與質(zhì)量盤厚度無關(guān)。由此結(jié)果得出了動頻的計(jì)算公式，并在該計(jì)算公式的

5、基礎(chǔ)上提出了用于判斷單盤轉(zhuǎn)子是否需要考慮扭振動頻的判定準(zhǔn)則。 4、在考慮軸系動態(tài)條件的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了動頻問題的軸系扭振模型，并在有限元方法的基礎(chǔ)上研究了軸系的幾何結(jié)構(gòu)、工作轉(zhuǎn)速的高低等因素對軸系扭振的影響，進(jìn)而給出了多盤轉(zhuǎn)子扭振動頻的判定準(zhǔn)則，還對某300MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振的動頻問題進(jìn)行了研究，得出了現(xiàn)有轉(zhuǎn)速下的汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振可以不考慮動頻影響的結(jié)論。 5、采用物理相似的原則設(shè)計(jì)了300MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系模