拉桿轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性與故障模擬分析.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)由于其自身的諸多優(yōu)勢(shì)，如機(jī)組的啟動(dòng)快、排放低、工程造價(jià)少等，特別是我國(guó)“西氣東輸”工程的實(shí)現(xiàn)，在我國(guó)已得到迅猛發(fā)展。以燃?xì)廨啓C(jī)為主的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)由于其潔凈、高效性能，越來越受到重視，目前已經(jīng)有大量燃?xì)廨啓C(jī)采用聯(lián)合循環(huán)方式運(yùn)行。作為燃?xì)廨啓C(jī)核心的轉(zhuǎn)子，高速旋轉(zhuǎn)且處在高溫高壓的環(huán)境下，很容易產(chǎn)生振動(dòng)問題。特別是目前廣泛采用的拉桿盤鼓式結(jié)構(gòu)，剛度較低，更容易產(chǎn)生諸如暫態(tài)彎曲變形、熱不穩(wěn)定性等問題。顯然，由于燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪

2、機(jī)在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、工作介質(zhì)、運(yùn)行方式等方面不同，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)特性與蒸汽輪機(jī)振動(dòng)特性差別較大，故不能完全套用處理汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障的經(jīng)驗(yàn)。因此對(duì)拉桿轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性和故障進(jìn)行模擬分析和研究，具有十分重要的意義。
　　 本文在收集和研究了大量燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷資料的基礎(chǔ)上，從數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)M兩個(gè)方面來研究拉桿轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性，在此基礎(chǔ)上用實(shí)驗(yàn)的方法模擬拉桿松動(dòng)故障并對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行分析，提取信號(hào)特征。
　

3、　 本文首先通過對(duì)比各主要燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，找出其結(jié)構(gòu)共性，如傳扭、拉桿的布置、動(dòng)平衡和定位孔等，設(shè)計(jì)了拉桿轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)；其次運(yùn)用Marc有限元軟件建立合理的轉(zhuǎn)子模型并計(jì)算其模態(tài)特性，包括拉桿緊力的模擬、相關(guān)參數(shù)的選取等；再次，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)拉桿轉(zhuǎn)子在升、降速試驗(yàn)過程中的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，結(jié)合轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)和故障診斷的相關(guān)理論，提取其信號(hào)特征，并與Marc計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；最后，進(jìn)行了拉桿松動(dòng)的模擬試驗(yàn)，采集和

4、分析其故障信號(hào)特征，并得出了有意義的結(jié)論。
　　 燃?xì)廨啓C(jī)拉桿轉(zhuǎn)子由于其異于蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)其振動(dòng)特性的研究是一項(xiàng)較復(fù)雜的工作，目前國(guó)內(nèi)還沒有文獻(xiàn)對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行過研究。本文采用理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法研究拉桿轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性，并模擬其故障，是一種有效的方法。理論上通過有限元軟件計(jì)算轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性；實(shí)驗(yàn)上通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)臺(tái)并用實(shí)驗(yàn)來研究轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性。研究結(jié)果表明預(yù)緊力大小對(duì)轉(zhuǎn)子的模態(tài)有影響；緊力不對(duì)稱時(shí)轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)有異常變化。