燃气发电机组轴系动态特性建模分析
本文选题:重型燃气轮机 + 转子轴系 ; 参考:《华北电力大学(北京)》2017年硕士论文
【摘要】:随着各国对高效清洁能源和环境问题日益关注,在火力发电占据主导的我国电力能源结构中,以燃气轮机及其联合循环为基础的发电技术发展迅速。大功率高效率的燃气-蒸汽联合循环发电机组已经成为燃气发电领域的研发主流,重型燃气轮机已经逐步成为国内外火力发电高效清洁的核心发电设备。重型燃机轴系结构特殊,其运行动特性对于机组安全稳定运行至关重要。本文以我国投产较多的F级重型燃气发电机组为对象,采用有限元方法对轴系的动力学特性进行建模分析。对轴系进行合理简化后,分别在不同有限元软件中建立模型,并进行转子动力学计算分析。主要研究内容如下:(1)本文总结分析了重型燃机转子轴系结构特点,以GE公司的9FA型燃气轮机转子为原型,建立转子轴系的计算模型,计算模型的弯曲、扭转振动固有频率和振型。(2)利用有限元软件对重型燃气轮机转子轴系进行了模态分析,分别用不同有限元软件计算了简化和细化转子模型的固有频率和振型,并与实际燃机的固有频率进行对比。(3)以有限元模型为对象,研究其在不平衡激励作用下的响应特性。模拟了转子不平衡响应,讨论了不平衡质量大小和位置对转子动特性的影响。(4)模拟燃机转子叶轮模型裂纹故障状态,对叶轮模型振动特性进行模态分析和谐响应分析。
[Abstract]:As more and more attention has been paid to the problems of high efficiency and clean energy and environment, the power generation technology based on gas turbine and its combined cycle is developing rapidly in the power energy structure dominated by thermal power generation in China. High-power and high-efficiency gas-steam combined cycle generator units have become the mainstream of research and development in the field of gas power generation, and heavy gas turbines have gradually become the core equipment for efficient and clean thermal power generation at home and abroad. The shafting structure of heavy duty gas turbine is special, and its operating dynamic characteristics are very important for the safe and stable operation of the unit. In this paper, the finite element method (FEM) is used to model and analyze the dynamic characteristics of the shaft system based on the F class heavy gas generator set which has been put into production in China. After reasonably simplifying the shafting, the models were established in different finite element software, and the rotor dynamics was calculated and analyzed. The main research contents are as follows: (1) in this paper, the structural characteristics of the rotor shafting of heavy gas turbine are summarized and analyzed. Taking the 9FA type gas turbine rotor of GE Company as the prototype, the calculation model of the rotor shafting and the bending of the calculation model are established. The natural frequencies and modes of torsional vibration are analyzed by using finite element software. The natural frequencies and modes of simplified and refined rotor models are calculated with different finite element software. Compared with the actual natural frequency of gas turbine, the finite element model is taken as the object to study the response characteristics of the model under unbalanced excitation. The rotor unbalance response is simulated, and the influence of the unbalance mass and position on the rotor dynamic characteristics is discussed. The crack fault state of the rotor impeller model is simulated. The vibration characteristics of the impeller model are analyzed by modal analysis and harmonic response analysis.
【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】:2017
【分类号】:TM314
【参考文献】
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,本文编号:1918907
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