HEC 600MW 汽輪發(fā)電機(jī)定子模態(tài)及振動(dòng)試驗(yàn)研究

摘要：介紹了哈電制造之600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子模態(tài)及振動(dòng)性能試驗(yàn)研究。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：給出了定子之橢圓固有頻率，定子鐵心、機(jī)座、軸承座之振動(dòng)幅值及定子機(jī)座之隔振系數(shù)，可供600MW汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行及大型汽輪發(fā)電機(jī)組之設(shè)計(jì)和制造參考。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī) 橢圓固有頻率 振動(dòng)

0　前言

　　隨著我國電力事業(yè)之蓬勃發(fā)展，火電機(jī)組之單機(jī)容量在不斷增大，火電建設(shè)正逐步過渡到以國產(chǎn)600MW機(jī)組為主之新局面［1］。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：本文介紹哈電制造之HEC 600MW汽輪發(fā)電 機(jī)定子模態(tài)及振動(dòng)試驗(yàn)情況，供600MW汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行及大型汽輪發(fā)電機(jī)組之設(shè)計(jì)和制造參考。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，定子將受到轉(zhuǎn)子磁拉力作用，產(chǎn)生兩倍系統(tǒng)頻率之強(qiáng)迫振動(dòng)，對(duì)于系統(tǒng)頻率為50Hz之發(fā)電機(jī)，這一激振力頻率為100Hz，并且沿圓周方向橢圓分布。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：倘若定子橢圓模態(tài)固有頻率等于或接近100Hz，機(jī)座就湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許發(fā)生共振，從而產(chǎn)生很大之振動(dòng)，影響機(jī)組之正常運(yùn)行，甚至發(fā)生事故。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：我們通過試驗(yàn)獲得了HEC 600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子之試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)，從而考察了定子之動(dòng)態(tài)特性，并對(duì)有限元計(jì)算方法進(jìn)行修正。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　機(jī)組之設(shè)計(jì)是否合理， 終要通過現(xiàn)場運(yùn)行來評(píng)定。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：現(xiàn)場振動(dòng)測量和分析是考核其機(jī)械性能之 終標(biāo)準(zhǔn)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：我們通過型式試驗(yàn)，模擬了現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行之各種受力工況，并進(jìn)行試驗(yàn)和分析，以預(yù)測電廠運(yùn)行之振動(dòng)情況。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因?yàn)閺S內(nèi)試驗(yàn)振動(dòng)估算是偏保守之，所以型式試驗(yàn)足以代表電廠運(yùn)行狀況。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　HEC 600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心與機(jī)座之間采用立式彈簧板來隔振，其隔振效果直接關(guān)系到機(jī)座之壽命和正常運(yùn)行。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：立式彈簧板結(jié)構(gòu)不同于常規(guī)之臥式彈性定位筋，通過實(shí)測確定彈簧板之隔振系數(shù)，確保機(jī)組之安全運(yùn)行，同時(shí)，為將來更大容量機(jī)組之隔振結(jié)構(gòu)之設(shè)計(jì)和計(jì)算提供參考。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

1　機(jī)組主要參數(shù)

　　型號(hào)　　　　　　　QFSN-600-2YH
　　額定容量　　　　　66667MVA
　　額定功率　　　　　600MW
　　 大連續(xù)出力　　　654MW
　　額定功率因數(shù)　　　0.9
　　額定電壓　　　　　20kV
　　額定電流　　　　　19245A
　　額定轉(zhuǎn)速　　　　　3000r/min

2　研究內(nèi)容

2.1　模態(tài)試驗(yàn)
　定子模態(tài)試驗(yàn)在總裝試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行，與機(jī)組在電廠運(yùn)行狀態(tài)完全一致，試驗(yàn)之模態(tài)參數(shù)反映了機(jī)組實(shí)際運(yùn)行之動(dòng)態(tài)特性。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2.2　鐵心、機(jī)座、軸承座振動(dòng)測量
　機(jī)座、軸承座之振動(dòng)是國標(biāo)要求之，也是電廠運(yùn)行監(jiān)測參數(shù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：我們嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)及工廠標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行機(jī)座之振動(dòng)試驗(yàn)和分析。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2.3　彈簧板隔振系數(shù)測量
　由型式試驗(yàn)定子鐵心和機(jī)座之振動(dòng)試驗(yàn)確定彈簧板隔振系數(shù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

3　試驗(yàn)方法和原理

3.1　定子模態(tài)試驗(yàn)［2］
　　本次試驗(yàn)采用錘擊試驗(yàn)方法，用力錘對(duì)定子機(jī)座進(jìn)行繳振，同時(shí)測量激振力和加速度響應(yīng)，用磁帶機(jī)記錄力信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)，再送入結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析儀對(duì)力信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，從而獲得各點(diǎn)頻響函數(shù)，對(duì)頻響函數(shù)進(jìn)行曲線擬和后得到系統(tǒng)之模態(tài)參數(shù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程
　　　　　　(1)
　　
　　僅討論粘性阻尼時(shí)，位移X(f)對(duì)外力F(f)之傳遞函數(shù)關(guān)系為
　　　　(2)
　　寫成矩陣形式
　　　　　　(3)
　　　　(4)
　　
　　傳遞函數(shù)Hij表示在j點(diǎn)作用一個(gè)單位外力，在i點(diǎn)引起之響應(yīng)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：由Hij之表達(dá)式可見，不論在機(jī)械之哪一點(diǎn)測量，得到之傳遞函數(shù)之分母相同。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因?yàn)樗c激振點(diǎn)無關(guān)，只與頻率和阻尼比有關(guān)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：分子則與模態(tài)剛度、質(zhì)量、激振點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)之模態(tài)值大小有關(guān)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：所以，用一個(gè)傳遞函數(shù)就可以求出固有頻率、阻尼比；為了求振動(dòng)模態(tài)，則要 求出傳遞函數(shù)矩陣中之一行或者一列。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　由式(4)可見，為了得到i,j點(diǎn)之間之傳遞函數(shù)，僅在j點(diǎn)加激振力(單點(diǎn)激振)，測量i點(diǎn)之響應(yīng)，則可求出Hij。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　由振動(dòng)模態(tài)之定義可知，它不是絕對(duì)量(指有單位)，而是僅表示各點(diǎn)間之相對(duì)關(guān)系，且為無因次量。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因此，通常按　　
　　a) 基準(zhǔn)點(diǎn)處(傳遞函數(shù)矩陣中之某一對(duì)角分量)為1。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　b) 模態(tài)質(zhì)量為1。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　c) 振動(dòng)模態(tài)向量長度為。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　進(jìn)行正則化，其值本身是個(gè)相對(duì)量。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：如果現(xiàn)在利用a)以基準(zhǔn)點(diǎn)為1之正則化，當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)為l時(shí)，對(duì)l測量傳遞函數(shù)則可得到｛Hl1Hl2…Hll…Hlm｝ 。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　由式(4)　
　　
　　
　　　　
　　
　　對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)l有φlr=1,則能求得mr。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：再將mr代入其他之傳遞函數(shù)，依次求得振動(dòng)模態(tài)為｛φ1φ2…1…φm｝r，振動(dòng)模態(tài)求出之后，按照式(3)，各振動(dòng)模態(tài)相乘便能計(jì)算出傳遞函數(shù)矩陣之全部分量，即可掌握機(jī)械對(duì)象之動(dòng)
態(tài)特性。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　在測量某一行時(shí)，將響應(yīng)點(diǎn)固定在l點(diǎn)上，而將激振點(diǎn)從1移動(dòng)到m；反之，在測量某一列時(shí)，固定激振點(diǎn)，而依次移動(dòng)響應(yīng)點(diǎn)，同樣地也可求出振動(dòng)模態(tài)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
3.2　振動(dòng)測量［3］
　　用加速度

[1] [2] [3] [4] 下一頁

　　湖南省陽光電子技術(shù)學(xué)校常年面向全國招生.安置就業(yè)。考試合格頒發(fā)全國通用權(quán)威證書：《中華人民共和國職業(yè)資格證》 、《電工證》 、《焊工證》 。采用我校多年來獨(dú)創(chuàng)的“模塊教學(xué)法”,理論與實(shí)踐相結(jié)合、原理＋圖紙＋機(jī)器三位一體的教學(xué)模式，半天理論，半天實(shí)踐，通俗易懂，確保無任何基礎(chǔ)者也能全面掌握維修技能、成為同行業(yè)中的佼佼者。工作(一期不會(huì)，免費(fèi)學(xué)會(huì)為止)。