大型汽轮机转子动平衡测控系统研制

论文摘要

随着大型汽轮机向着大功率、高转速等方向发展,汽轮机的高效安全运行变得越来越重要。哈尔滨汽轮机有限责任公司的DH-90/12型动平衡机是用于平衡大型汽轮机转子这类长条形旋转设备的,该动平衡机测量与控制系统是80年代产品,均为分立仪表,已不能满足该系统运行要求和对新转子产品的平衡要求。基于此,课题在原测量与控制系统的基础上进行了新的测量系统研制与平衡软件开发。首先综述了转子动平衡技术在国内外的发展现状,然后对动平衡相关理论进行对比分析,最后选择了影响系数法作为本系统的平衡方法。测试系统研制以运行稳定性好、可靠性高的IPC-586VDF（C）型工控机为核心,选用本特利7200系列电涡流位移传感器作为轴振的振动测量元件,并采用日本CONTEC公司生产的高可靠性、高精度的模拟量E系列16位A/D数据采集卡AD16-16U（PIC）EV进行数据采集。软件部分以Visual Studio 2005作为开发平台,Visual Basic 2005作为开发工具进行测量与动平衡分析软件开发。主要由振动测量分析和动平衡计算两部分构成。振动测量分析实现功能有:时间域内的波形图显示、自相关分析;频率域内的频谱图、自谱图和倒频谱图;动平衡计算软件包括:最小二乘影响系数法和加权最小二乘影响系数法两种动平衡计算方法。最后进行了系统的测量不确定度和校正误差分析,并给出了校正误差产生的原因。课题研制的系统参考有关国家标准,满足用户使用要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及背景
• 1.2 国内外转子动平衡现状
• 1.3 系统改造标准
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 动平衡技术及数据分析方法
• 2.1 汽轮机转子不平衡原因和危害
• 2.2 转子质量不平衡
• 2.3 刚性转子的平衡
• 2.3.1 刚性转子和挠性转子
• 2.3.2 刚性转子双面影响系数法
• 2.4 挠性转子平衡方法
• 2.4.1 影响系数法
• 2.4.2 最小二乘影响系数法
• 2.4.3 加权迭代最小二乘影响系数法
• 2.5 数据分析方法
• 2.5.1 信号的相关分析
• 2.5.2 自功率谱密度
• 2.5.3 倒谱
• 2.6 本章小结
• 第3章 硬件系统设计
• 3.1 硬件总体方案
• 3.2 传感器
• 3.2.1 电涡流传感器原理
• 3.2.2 电涡流位移传感器的安装
• 3.2.3 传感器选型
• 3.3 数据采集卡
• 3.4 工业控制计算机
• 3.5 本章小结
• 第4章 软件系统设计
• 4.1 Microsoft Visual Studio 2005 集成开发环境
• 4.2 Microsoft Visual Basic 2005 编程
• 4.2.1 面向对象的Visual Basic
• 4.2.2 DataGridView控件
• 4.3 软件构成
• 4.3.1 数据库与管理软件
• 4.3.2 振动监测分析软件
• 4.3.3 动平衡软件
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统测量不确定度与校正误差分析
• 5.1 测量不确定度定义
• 5.2 振动信号不确定度
• 5.3 最小二乘精度估计
• 5.4 校正误差
• 5.4.1 角度误差
• 5.4.2 量值误差
• 5.4.3 校正面误差
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢