汽轮发电机组基础自振特性测试与环境优化研究

【摘要】： 汽轮发电机基础的动力特性对机组的正常运行起着极其重要的作用,针对国内首次自主设计的Siemens类型660MW等级机组,其基础结构型式、梁柱截面尺寸等方面较以往的机组基础有所不同。结构形式的任何变化都有可能引起结构振动特性的变化,因此有必要采用模型振动试验对其动力特性进行深入的研究。 本文对某电厂660MW大型汽轮机发电机组框架式基础进行了振动模型试验研究,建立了1/10的框架式基础模型,通过模型试验得到汽轮发电机基础的动力特性,并在此基础上采用模态分析软件对汽轮发电机组工作过程中的升速启动阶段与工作转速范围内基础的振幅进行了预测,得出了基础强迫振动响应的一系列数据、曲线等,由于该电厂的设备是依据Siemens机型设计的,所以基础振动的检验标准不仅要求以我国《动力机器基础设计规范》为准则,同时还要满足Siemens引申的DIN4024标准。通过预测,得到了满意的结果并对基础振动薄弱部位提出了相关建议。 本文还对汽轮发电机组基础的动力特性进行了计算分析。采用国外的结构分析软件GTSTRUDL及有限元分析软件ANSYS对基础进行了动力特性的计算以及扰力作用下的强迫响应分析,从计算结果看结构各阶自振频率较试验结果有所增大,计算的扰力点幅频曲线与试验结果有较好的吻合。 针对中间平台这一振动薄弱环节,本文还研究一种新型材料约束阻尼混凝土板的减振降噪效果。对阻尼层板与普通板进行2m×4m的真型试验比较,得到阻尼层板的阻尼效果随频率、振型的变化而不同,并有一定的降噪效果,提出进行进一步研究工作的必要性。 根据德国标准DIN中有关汽轮机基础设计的指导思想,要求中间平台与柱之间进行柔性连接,以减小中间平台所产生的振动。因此本文通过弹簧阻尼隔振与阻尼层板共同作用的形式进行实际结构的整体数模计算,分析减振效果。