水電站機(jī)組振動(dòng)及其與廠(chǎng)房的耦聯(lián)振動(dòng)研究.pdf

1、隨著水電建設(shè)的快速發(fā)展，機(jī)組容量和尺寸急劇增大，轉(zhuǎn)速相應(yīng)提高，機(jī)組振動(dòng)及其誘發(fā)的水電站廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題日益突出，成為目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。我國(guó)已建的一些高水頭、大容量水電站，出現(xiàn)了明顯的振動(dòng)問(wèn)題，影響了機(jī)組的正常運(yùn)行。針對(duì)這些實(shí)際問(wèn)題，對(duì)機(jī)組振源和振動(dòng)的研究更加緊迫。本文分析了水輪機(jī)密封系統(tǒng)的非線(xiàn)性動(dòng)力特性，研究了水輪發(fā)電機(jī)組支承結(jié)構(gòu)即導(dǎo)軸承、推力軸承的動(dòng)力特性，探討了機(jī)組動(dòng)荷載傳遞方式。通過(guò)研究廠(chǎng)房、機(jī)組及其傳力系統(tǒng)振動(dòng)力學(xué)模型的建立

2、，分析機(jī)組與廠(chǎng)房的動(dòng)力特性，從而為機(jī)組和廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)的動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)和振動(dòng)控制提供理論指導(dǎo)和技術(shù)依據(jù)，具有重要的科學(xué)意義和工程價(jià)值。 第一章緒論部分介紹了水電站機(jī)組與廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題和研究現(xiàn)狀，對(duì)機(jī)組支承結(jié)構(gòu)即導(dǎo)軸承、推力軸承動(dòng)力特性、水輪機(jī)迷宮密封系統(tǒng)振動(dòng)特性及機(jī)組動(dòng)荷載作用方式及傳遞途徑進(jìn)行了簡(jiǎn)要的描述。 第二章用有限元法建立了水輪發(fā)電機(jī)組軸系振動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算機(jī)組軸系統(tǒng)橫向振動(dòng)的自振頻率，研究分析立式機(jī)組軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性

3、。通過(guò)改變系統(tǒng)各參量，對(duì)機(jī)組臨界轉(zhuǎn)速和動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行了敏感性分析，提出對(duì)振源控制和機(jī)組軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議，為合理選擇機(jī)組形式和優(yōu)化支承結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。 第三章研究了推力軸承與導(dǎo)軸承對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的耦合作用。用有限元法建立了軸系橫向振動(dòng)力學(xué)模型，采用復(fù)模態(tài)分析方法計(jì)算了機(jī)組軸系統(tǒng)橫向回轉(zhuǎn)振動(dòng)的自振頻率及臨界轉(zhuǎn)速。分析了推力軸承與導(dǎo)軸承耦合作用對(duì)立式機(jī)組軸系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 第四章分析了在Muszynska非線(xiàn)性密封力作用下水

4、輪機(jī)轉(zhuǎn)輪密封系統(tǒng)自激振動(dòng)的動(dòng)力特性，研究迷宮密封對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)動(dòng)力穩(wěn)定性的影響。分別采用 Muszvnska非線(xiàn)性密封力模型與八參數(shù)線(xiàn)性模型，分析了密封結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性的影響。 第五章研究彈性支承對(duì)水輪機(jī)密封系統(tǒng)的影響。本章在上一章的基礎(chǔ)上假設(shè)采用短軸承支承，用非線(xiàn)性油膜力模擬系統(tǒng)的彈性支承，建立彈性支承水輪機(jī)密封系統(tǒng)力學(xué)模型，并與剛性支承進(jìn)行對(duì)比，分析臨界失穩(wěn)轉(zhuǎn)速的變化情況。 第六章考慮了導(dǎo)軸承動(dòng)力特性的不固定性，