本文關鍵詞：大型汽輪發(fā)電機組扭振分析及安全性評價方法研究

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【摘要】：隨著我國電力需求的不斷增長,大型電網(wǎng)建設也不斷推進,電網(wǎng)的結構逐漸變得更加復雜。同時,由于高效和環(huán)保的要求,大型汽輪發(fā)電機組逐漸替代小型機組,汽輪發(fā)電機組結構也更加復雜。復雜的電網(wǎng)結構和機組結構使得汽輪發(fā)電機組扭振問題頻發(fā),而嚴重的機電耦合扭振將導致汽輪發(fā)電機組軸系受到嚴重破壞,造成嚴重的機組事故和巨大的經(jīng)濟損失,影響發(fā)電機組和電力系統(tǒng)的正常運行。本文主要針對大型汽輪發(fā)電機組扭振問題進行研究,主要內(nèi)容包括：首先,針對大型汽輪發(fā)電機組軸系扭振建模方法和扭振固有特性分析方法進行研究。本文提出了汽輪發(fā)電機組軸系扭振模型的建立方法,分別對連續(xù)質(zhì)量模型、多段集中質(zhì)量模型和簡單集中質(zhì)量模型的建立方法進行了闡述和分析；文中從軸系扭振固有特性靈敏度的角度,考慮到機組運行過程軸系扭振固有特性會發(fā)生變化的問題,提出了一種汽輪發(fā)電機組軸系扭振模型自適應調(diào)整方法,為汽輪發(fā)電機組扭振分析的準確性奠定了基礎；同時,本文還分析了機組軸系扭振固有特性計算方法,并對其方法進行了驗證。實例計算表明,上述方法應用到汽輪發(fā)電機組軸系扭振分析,計算結果準確且符合實測結果,得到很好的應用效果。其次,針對大型汽輪發(fā)電機組扭振故障機理及原因進行了研究。本文分析了機組扭振故障機理和引起機組扭振故障的常見原因,采用FTA和FMEA的分析方法對汽輪發(fā)電機組扭振故障進行了詳細分析,得到了扭振故障的故障樹,分析了每種故障原因的特征和危害,同時對各故障原因特征進行了量化,提出了汽輪發(fā)電機組扭振故障原因的識別方法,進而為扭振故障的監(jiān)測、預警和診斷奠定了基礎。最后,針對大型汽輪發(fā)電機組軸系扭振安全性評價方法進行研究。本文提出了兩種汽輪發(fā)電機組軸系扭振響應分析方法。同時,文中采用有限元分析軟件重點對機組軸系聯(lián)軸器進行了仿真分析,得到了汽輪發(fā)電機組軸系聯(lián)軸器危險部位的等效應力隨扭矩變化的非線性關系,擬合得到了非線性關系曲線和關系式,提出了一種機組扭振故障下軸系聯(lián)軸器的應力響應分析方法。文中還介紹了機組軸系扭振疲勞壽命損耗估算的方法,根據(jù)分析所得的軸系應力響應計算結果,對機組軸系進行扭振安全性評價,保證汽輪發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行。
【關鍵詞】：汽輪發(fā)電機組 扭振 模型 安全性 故障原因識別
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM311
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及其意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 機組軸系扭振模型11
• 1.2.2 機組軸系扭振分析11-12
• 1.2.3 機組軸系扭振安全性分析12
• 1.3 本論文主要內(nèi)容12-16
• 第2章 汽輪發(fā)電機組扭振軸系建模及固有特性分析16-46
• 2.1 引言16
• 2.2 機組軸系扭振模型的建立16-23
• 2.2.1 連續(xù)質(zhì)量模型16-18
• 2.2.2 多段集中質(zhì)量模型18-22
• 2.2.3 簡單集中質(zhì)量模型22-23
• 2.3 機組軸系扭振固有特性分析23-33
• 2.3.1 Holzer法24-26
• 2.3.2 Riccati傳遞矩陣法26-32
• 2.3.3 扭振振型及危險截面分析32-33
• 2.4 機組軸系扭振模型自適應調(diào)整方法33-38
• 2.4.1 機組軸系扭振模型固有特性靈敏度分析34-36
• 2.4.2 機組軸系扭振模型在線自適應調(diào)整方法36-38
• 2.5. 工程應用案例分析38-45
• 2.5.1 機組軸系扭振建模及固有特性分析實例38-40
• 2.5.2 機組軸系扭振模型自適應調(diào)整方法實例40-45
• 2.6 本章總結45-46
• 第3章 汽輪發(fā)電機組扭振故障機理及原因分析46-66
• 3.1 引言46-47
• 3.2 扭振故障FTA和FMEA47-51
• 3.2.1 扭振故障FTA47-48
• 3.2.2 扭振故障FMEA48-51
• 3.3 扭振故障原因分析51-55
• 3.3.1 電力系統(tǒng)短路故障51-52
• 3.3.2 發(fā)電機組非同期并列52-53
• 3.3.3 發(fā)電機失磁53-54
• 3.3.4 汽輪發(fā)電機組甩負荷54
• 3.3.5 電力系統(tǒng)自動重合閘不成功54-55
• 3.3.6 電力系統(tǒng)次同步共振55
• 3.4 扭振故障原因識別方法55-65
• 3.4.1 電力系統(tǒng)短路故障識別56-62
• 3.4.2 發(fā)電機失磁故障識別62-63
• 3.4.3 發(fā)電機組非同期合閘并網(wǎng)故障識別63-64
• 3.4.4 電力系統(tǒng)次同步共振故障識別64-65
• 3.4.5 甩負荷故障與自動重合閘不成功故障識別65
• 3.5 本章總結65-66
• 第4章 汽輪發(fā)電機組軸系扭振安全性分析66-88
• 4.1 引言66
• 4.2 機組軸系扭振響應分析66-71
• 4.2.1 扭矩激勵下軸系扭應力響應計算方法66-70
• 4.2.2 扭角監(jiān)測下軸系扭應力響應計算方法70-71
• 4.3 機組扭振故障下軸系聯(lián)軸器應力分析71-81
• 4.3.1 汽輪發(fā)電機組軸系聯(lián)軸器簡介71-72
• 4.3.2 扭振故障下軸系聯(lián)軸器理論分析72-74
• 4.3.3 聯(lián)軸器應力仿真計算74-75
• 4.3.4 聯(lián)軸器應力仿真計算結果分析75-78
• 4.3.5 扭振故障下聯(lián)軸器應力分析78-81
• 4.3.6 結論81
• 4.4 機組軸系扭振疲勞壽命損耗分析81-82
• 4.5 工程應用案例分析82-86
• 4.6 本章總結86-88
• 第5章 結論與展望88-92
• 5.1 主要結論88-89
• 5.2 課題展望89-92
• 參考文獻92-98
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及其它成果98-100
• 致謝100

【參考文獻】

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本文編號：564343