部分进汽涡轮气流激振特性及抑制措施研究

摘要

提高超临界压力是提高汽轮机热效率的重要途径之一。汽轮机蒸汽参数的提高会使机组产生汽流激振。大型汽轮机高压转子的低频振动主要是由于气流激振引起的,它直接威胁到机组的安全运行,严重影响机组负荷适应能力,成为国内外发展高参数、大容量汽轮机组过程中遇到的突出问题之一。随着国内超临界机组的研发和陆续地投入运行,类似的低频振动问题也必然会出现。因此,加强对汽轮机组气流激振导致的低频振动的研究是非常必要的。
　　本文首先对汽轮机气流激振产生的机理进行分析,分析了气流激振的危害。并通过理论分析、计算模拟及实验,分析和验证了气流激振引起的振动信号在频域上的分布,为后文的实验数据分析提供理论依据。
　　通过对调节级动叶所受气动力的受力分析,本文提出对称进汽思想是降低机组气流激振强度的有效措施,并通过实验研究得到验证。在此基础上提出了四种配汽方式优化的手段来减轻气流激振。
　　由于动叶所受气流激振力与导叶的角度有直接的关系,本文还理论分析了导叶角度的改变对动叶所受气流激振力的影响,并对此展开实验研究。发现导叶角度由+6°至-6°逐渐减小时,机组的气流激振强度减弱同时汽轮机的输出功率增大。
　　本文对不平衡力对轴承低频振动的影响展开研究。由于气流激振容易导致轴承失稳甚至出现故障,本文最后基于振动和声音信号对轴承故障的诊断技术展开研究,并发现采用通过铜管模拟听音棒并在铜管末端加上声音传感器采集声音信号用于故障诊断具有非常好的效果。

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第一章 绪论

1.1研究的背景和意义

1.2 气流激振的国内外研究现状

1.3 本文的主要内容

1.4本章小结

第二章 部分进汽下调节级气流激振力特性

2.1 汽轮机喷嘴配汽及调节级

2.2调节级气流激振的机理分析

2.3本章小结

第三章 进汽方式对汽轮机调节级气流激振影响的研究

3.1部分进气下调节级动叶所受气动力分析

3.2部分进汽机组振动试验装置

3.3信号处理方法

3.4 实验结果分析

3.5配汽方式优化及减振措施

3.6 本章小结

第四章 导叶角度对汽轮机调节级气流激振影响的研究

4.1导叶角度的改变对动叶所受气动力的影响

4.2可转导叶部分进汽试验装置

4.3 数据处理方法

4.4 实验结果分析

4.5 本章小结

第五章 不平衡力对轴承振动的影响及轴承故障诊断技术

5.1 转子上的不平衡力对轴承低频振动影响的研究

5.2 基于振动信号和声音信号的轴承故障诊断技术

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间已发表的论文