水電站機組振動及其與廠房的耦聯(lián)振動研究.pdf

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

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

3、。通過改變系統(tǒng)各參量，對機組臨界轉(zhuǎn)速和動力反應(yīng)進行了敏感性分析，提出對振源控制和機組軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議，為合理選擇機組形式和優(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)軸承對水輪發(fā)電機組的耦合作用。用有限元法建立了軸系橫向振動力學(xué)模型，采用復(fù)模態(tài)分析方法計算了機組軸系統(tǒng)橫向回轉(zhuǎn)振動的自振頻率及臨界轉(zhuǎn)速。分析了推力軸承與導(dǎo)軸承耦合作用對立式機組軸系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 第四章分析了在Muszynska非線性密封力作用下水

4、輪機轉(zhuǎn)輪密封系統(tǒng)自激振動的動力特性，研究迷宮密封對水輪機轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)動力穩(wěn)定性的影響。分別采用 Muszvnska非線性密封力模型與八參數(shù)線性模型，分析了密封結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運動特性的影響。 第五章研究彈性支承對水輪機密封系統(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，用非線性油膜力模擬系統(tǒng)的彈性支承，建立彈性支承水輪機密封系統(tǒng)力學(xué)模型，并與剛性支承進行對比，分析臨界失穩(wěn)轉(zhuǎn)速的變化情況。 第六章考慮了導(dǎo)軸承動力特性的不固定性，