汽轮机组汽流激振分析与诊断

论文摘要

汽流激振是关系汽轮发电机组经济性、安全性的重大问题。机组容量不断增大、蒸汽参数不断提高使汽流激振问题成为目前大机组设计、运行、检修中必须考虑的重要问题之一。本文在阐述汽轮机组汽流激振故障原因的基础上,以得出诊断判据为终目标,从流体振荡和流固耦合的角度定性分析汽流激振问题;以上汽600MW机组为原型建模,用ANSYS CFX模拟计算汽轮机调节级瞬态变负荷工况下蒸汽流量流速与偏心转子振动变化关系以期定量分析用于诊断。取得阶段性结果并详细讨论模拟中的问题。通过国内外大量案例分析,提取诊断知识用于汽轮发电机组故障诊断专家系统中汽流激振的诊断,混合推理逻辑严密、诊断结果合理。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 汽流激振问题的产生
• 1.1.2 研究汽轮机组汽流激振的意义
• 1.2 故障诊断方法
• 1.3 汽流激振问题研究现状
• 1.3.1 实验研究现状
• 1.3.2 数值研究现状
• 1.3.3 存在的问题
• 1.4 论文主要研究内容
• 第二章 汽轮机组汽流激振故障原因
• 2.1 汽流激振故障原因分析
• 2.2 蒸汽激振力分析
• 2.2.1 汽封间隙激振力
• 2.2.2 叶顶间隙激振力
• 2.2.3 静态不平衡蒸汽力
• 2.3 系统阻尼分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 汽轮机组汽流激振振动分析
• 3.1 流体振动力学分析
• 3.1.1 流体振动力学原理
• 3.1.2 汽流激振力公式推导
• 3.1.3 汽封动特性系数确定
• 3.2 流固耦合振动分析
• 3.2.1 流固耦合振动原理
• 3.2.2 流固耦合振动系统状态方程
• 3.2.3 有限元控制矩阵方程
• 3.3 流固耦合振动复模态分析
• 3.3.1 状态变量与状态空间
• 3.3.2 非对称系统解耦
• 3.3.3 复模态叠加
• 3.4 600MW 汽轮机组有限元模拟分析
• 3.4.1 有限元数值模拟技术
• 3.4.2 耦合分析方法比较
• 3.4.3 调节级流固耦合模拟分析
• 3.4.3.1 模拟方案
• 3.4.3.2 模型分析
• 3.4.3.3 瞬态变负荷工况模拟分析
• 3.4.3.4 模拟结果及问题分析
• 3.5 轴系稳定性评价
• 3.6 本章小结
• 第四章 汽轮机组汽流激振故障特征及处理对策
• 4.1 案例分析
• 4.2 汽流激振故障特征
• 4.3 汽流激振处理对策
• 4.3.1 减小汽流激振力
• 4.3.2 增加轴系稳定性
• 4.3.3 具体实施
• 4.4 本章小结
• 第五章 专家系统在汽流激振故障诊断中应用
• 5.1 专家系统原理
• 5.2 知识库设计
• 5.3 汽流激振诊断知识获取
• 5.3.1 诊断规则获取
• 5.3.2 故障解释知识获取
• 5.4 交互诊断推理机设计
• 5.5 专家系统在汽流激振诊断中应用
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况