高速涡轮发电轴系稳定性试验研究

发布时间：2017-10-12 04:13

  本文关键词：高速涡轮发电轴系稳定性试验研究

  更多相关文章： 涡轮发电机 高转速 气体轴承 涡动 效率

【摘要】：高速涡轮发电机具有结构紧凑、转速高、做功密度大等优点,因此以其为核心动力装置的分布式能源系统将是未来能源清洁技术的重要发展方向之一,气体轴承支撑的轴系是其核心部件,由于气体轴承的自身特点轴系在高转速下容易出现涡动、振荡等轴系失稳现象,因此必须对由气体轴承支撑的高速轴系稳定性进行试验研究。本文主要开展了以下研究：结合转子动力学知识,阐明了高速轴系的基本原理,从理论上解释了共振、气膜涡动、气膜振荡的机理,并给出了气体轴承非线性振动的测试分析方法。结合功能和性能两方面搭建了由气体轴承支撑的高速涡轮发电机试验台,整个系统主要包括轴系主体结构、动力管路系统和采集与分析系统。试验台能够实现轴承供气的可控、可测量,转子振动数据的采集、离线储存和分析,并且能够实现对整个实验过程的在线监测。利用搭建的试验台进行一系列的试验研究,主要研究了盘式发电机电负载对高速涡轮发电机轴系稳定性的影响。对有无带电负载两种工况下的振动特性进行对比分析,结果表明带电负载后相当于增加了轴系的不平衡质量,会造成临界转速和气膜振荡开始的转速提前,而且会使轴系的振动加剧。对高速涡轮发电机的热力特性进行研究,采集各个转速处的热力参数,研究输出温度与转速的关系,对比分析了带电负载前后输出能量的大小和比例。结果表明,带电负载后轴系同频涡动和低频涡动损耗能量增加,因此输出的有效总能量减少。
【关键词】：涡轮发电机 高转速 气体轴承 涡动 效率
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 冷热电联供系统发展概况10-12
• 1.2.1 国外发展及应用情况10-11
• 1.2.2 国内发展及应用情况11-12
• 1.3 冷热电联供系统介绍12-14
• 1.4 研究内容14-15
• 第2章 转子动力学理论及振动测试分析方法15-29
• 2.1 高速涡轮发电机能量转换基本原理15-17
• 2.1.1 透平涡轮中流体的能量方程15-16
• 2.1.2 透平涡轮制冷量与输出功16-17
• 2.2 气体轴承-转子系统模型17-23
• 2.2.1 气体润滑轴承机理17-18
• 2.2.2 高速涡轮发电机轴承-转子系统运动方程18-21
• 2.2.3 半速涡动机理分析21-23
• 2.3 非线性振动测试分析方法23-28
• 2.3.1 工频振动分析24-25
• 2.3.2 低频振动分析25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 高速涡轮发电机试验台搭建29-41
• 3.1 试验台功能整体设计29-30
• 3.2 高速涡轮发电机轴系结构设计30-33
• 3.2.1 气体轴承30-32
• 3.2.2 转子结构32-33
• 3.3 动力管路系统33-35
• 3.3.1 管路系统33-34
• 3.3.2 远程控制系统34-35
• 3.4 采集分析系统35-40
• 3.4.1 振动数据采集分析系统35-39
• 3.4.2 热力参数测量系统39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 气体轴承转子稳定性试验研究41-59
• 4.1 发电负载对轴系稳定性影响试验研究41-52
• 4.1.1 发电负载对轴系稳定性研究试验方案41-43
• 4.1.2 发电负载对临界转速特性的影响43-45
• 4.1.3 发电负载对低频特性的影响45-52
• 4.2 高速涡轮发电机热力性能试验分析52-58
• 4.2.1 热力参数测点布置方案52-53
• 4.2.2 发电机发电效率53-55
• 4.2.3 制冷制热发电效果随转速变化性能55-56
• 4.2.4 电负载对输出能量影响的试验分析56-58
• 4.3 本章小结58-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 5.1 研究主要结论59
• 5.2 未来研究工作展望59-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作64-65
• 致谢65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋明谦;国产200MW机组轴系稳定性的研究[J];河北电力技术;1994年02期

2 梁志勇;谢红芳;;浅析600MW超临界机组汽流激振对轴系稳定性影响[J];华中电力;2006年02期

3 葛庆;发电机轴承结构形式对汽轮机轴系稳定性的影响[J];上海汽轮机;1997年02期

4 杨建刚,朱天云,高伟;汽流激振对轴系稳定性的影响分析[J];中国电机工程学报;1998年01期

5 高林;戴义平;王志强;徐亚涛;马庆中;;大功率汽轮机配汽方式对轴系稳定性的影响[J];中国电机工程学报;2008年35期

6 徐龙祥,朱均;轴系稳定性与支承轴承的关系[J];南京航空航天大学学报;1993年02期

7 鲁周勋，谢友柏，，丘大谋;200MW汽轮机高压缸中汽流激振对轴系稳定性的影响[J];动力工程;1994年01期

8 姜广政;傅行军;;汽流激振机理分析及某330MW汽轮机故障处理[J];江苏电机工程;2014年02期

9 王骏;高远;;超临界及超超临界汽轮机蒸汽激振和轴系稳定性分析[J];能源研究与利用;2009年06期

10 朱均,李建国;轴系稳定性及油膜失稳发展过程研究[J];润滑与密封;1994年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 边技超;高速涡轮动力轴系稳定性评价与实验研究[D];华北电力大学(北京);2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 于明涛;高速涡轮发电轴系稳定性试验研究[D];华北电力大学(北京);2016年

本文编号：1016580