[00740816]汽轮发电机组各种流体诱发振动分析

1.成果内容简介该项成果是对汽轮发电机组中各类流体激振的机理进行深入研究，得出对于该类振动故障的诊断规则，提供给大型旋转机械故障诊断专家系统使用，也可为企业设计制造部门提供分析依据。其研究内容包括：(1)汽轮机叶片失速诱发振动。(2)气封间隙流激振，气封是汽轮机的重要部件，在某些运行条件下，气封的间隙流会诱发转子的强烈振动。(3)叶片尾迹流激振，由静叶尾迹造成的不均匀出口流场相对于动叶进口即成为随时交变的非定常气动力，产生对动叶的强迫振动。(4)轴承油膜流激振，即轴承的油膜振荡。(5)轴系扭振与流体激振的关系研究。2.关键技术：进行流体激振分析的关键在于能确定在各种复杂流动情况下和物体在各种振动条件下的振荡流场解，从而得到作用在振动物体上的液体激振力。由于各种流体激振均是在十分复杂的流动条件下产生，流场求解相当困难，而激振的安全性分析又要求进行大量工况的计算，应用常规的计算方法是不可能的。该专题激振分析是根据专题负责人陈佐一教授所创立的振荡流体力学体系和用于求解复杂流动的参数多项式方法来实现的，在大量数值分析的基础上分析方法进行试验验证。3.技术经济指标：(1)各类流体激振的机理研究应最后给出用于判断故障的规则，例如对于某一确定机组而言，由通过叶片通道的流量和叶处珠固有振型可以判别是否由失速成流诱发振动，由转子的涡动频率和气封前后的压差可判断是否由气封间隙引起激振等。(2)数值分析方法应有实验验证，误差应在15％以下。(3)研制的扭振测量仪在3000r/min转速时，扭角振幅分辨率为±0.025度。叶片频率和振型测量仪测频范围为0－6kHz，频率误差为±2％，叶片折断监测装置折断信号应在50Hz之内报警，误差率<5％。该研究成果是为故障诊断专家系统服务的，可以为准确判断各类流体激振故障作出贡献，同时也可以为大型动力设备制造厂的设计部门作为安全性设计的分析手段。该研究成果为机理性研究成果，但应用于专家系统后，可以使故障诊断装置具有先进水平，从而也提高了该产品的竞争力。