[00121914]汽輪發電機結構部件振動特性及減振關鍵技術研究與應用

該項目屬于火力發電技術領域,經中國電機工程學會組織鑒定,項目成果整體達到國際先進水平,其中在揭示誘發結構振動機理研究及工程治理上達到了國際領先水平。 本世紀初以來,中國大型汽輪發電機制造技術快速發展,設計、制造自主化水平不斷提高,國內三大電機廠先后推出多種型號的600MW、1000MW等級大型發電機,為中國電力裝備業、中國制造做出了重要貢獻。在快速發展過程中,尤其是隨著大型發電機及其附件結構日益大型化、復雜化,輔機配套廠家越來越多,原本在中小型發電機上罕見的發電機結構振動問題,在大型發電機上愈發突出,發電機定子振動、發電機端蓋振動、氫冷器振動、冷卻水管振動等故障在某些發電機上頻繁發生（據不完全統計,國內有近百臺大型機組不同程度存在結構振動問題）,輕則振動指標超標,重則可能導致線棒松動與磨損、水電接頭開焊與漏水,嚴重影響機組安全、可靠運行。 由于大型發電機結構緊湊、復雜,該類振動故障處理非常困難而且往往效果不佳,此類問題已經逐漸發展成大型機組普遍存在的共性疑難問題,成為亟待解決的關鍵技術難題。目前國內外對發電機轉動部件振動特性的研究較為廣泛、深入,但對結構部件振動特性研究很少而且不夠深入,在發電機定子振動特性、載荷分配對支撐剛度的影響、密封瓦誘發振動故障機理等方面尤為不足,難以有效指導解決工程實際振動難題,亟需在基礎理論、關鍵技術、工程實踐等方面取得突破。 該項目研究并得出了發電機定子振動特性、密封瓦誘發不穩定振動機理、柔性支撐轉子-軸承-基礎系統振動特性,提出了反對稱與外伸端聯合配重的新減振方法,研發了發電機定子減振裝置,為發電機結構振動故障處理提供了較為完整的理論依據、技術路線和工程實踐方法,實現了發電機結構振動的有效治理。其主要創新成果如下： （1）建立了典型的600MW發電機整體結構有限元模型,首次揭示了底部墊片變化導致載荷分配不均誘發結構振動的機理,以及影響發電機端蓋軸承支撐剛度的關鍵因素,解決了大型發電機底部支撐及密封瓦誘發的不穩定結構振動問題; （2）提出了“反對稱+外伸端”聯合配重的動平衡新方法,解決了發電機軸承座同相振動問題; （3）針對發電機定子結構振動特征,設計研發了沙箱彈簧型阻尼動力吸振器,為發電機結構振動治理提供了新的處理方法。 該技術成果為發電機結構振動抑制與處理提供了一條科學的技術路線,為制造廠家改進設計提供了技術支持,已先后在大唐三門峽（1000MW）、大唐信陽（660MW）等10余臺發電機結構振動治理中得到成功應用,發電機振動均降至合格范圍內,結構振動得到有效治理,大幅度提高了發電機組的安全性、可靠性,累計避免經濟損失4897.24萬元,取得了顯著的經濟與社會效益,具有良好的推廣應用前景。 該項目研發過程中獲得授權發明專利1項,正在實審發明專利3項,授權實用新型專利3項,發表論文10篇,其中核心期刊5篇。