[00121914]汽轮发电机结构部件振动特性及减振关键技术研究与应用

该项目属于火力发电技术领域,经中国电机工程学会组织鉴定,项目成果整体达到国际先进水平,其中在揭示诱发结构振动机理研究及工程治理上达到了国际领先水平。 本世纪初以来,中国大型汽轮发电机制造技术快速发展,设计、制造自主化水平不断提高,国内三大电机厂先后推出多种型号的600MW、1000MW等级大型发电机,为中国电力装备业、中国制造做出了重要贡献。在快速发展过程中,尤其是随着大型发电机及其附件结构日益大型化、复杂化,辅机配套厂家越来越多,原本在中小型发电机上罕见的发电机结构振动问题,在大型发电机上愈发突出,发电机定子振动、发电机端盖振动、氢冷器振动、冷却水管振动等故障在某些发电机上频繁发生（据不完全统计,国内有近百台大型机组不同程度存在结构振动问题）,轻则振动指标超标,重则可能导致线棒松动与磨损、水电接头开焊与漏水,严重影响机组安全、可靠运行。 由于大型发电机结构紧凑、复杂,该类振动故障处理非常困难而且往往效果不佳,此类问题已经逐渐发展成大型机组普遍存在的共性疑难问题,成为亟待解决的关键技术难题。目前国内外对发电机转动部件振动特性的研究较为广泛、深入,但对结构部件振动特性研究很少而且不够深入,在发电机定子振动特性、载荷分配对支撑刚度的影响、密封瓦诱发振动故障机理等方面尤为不足,难以有效指导解决工程实际振动难题,亟需在基础理论、关键技术、工程实践等方面取得突破。 该项目研究并得出了发电机定子振动特性、密封瓦诱发不稳定振动机理、柔性支撑转子-轴承-基础系统振动特性,提出了反对称与外伸端联合配重的新减振方法,研发了发电机定子减振装置,为发电机结构振动故障处理提供了较为完整的理论依据、技术路线和工程实践方法,实现了发电机结构振动的有效治理。其主要创新成果如下： （1）建立了典型的600MW发电机整体结构有限元模型,首次揭示了底部垫片变化导致载荷分配不均诱发结构振动的机理,以及影响发电机端盖轴承支撑刚度的关键因素,解决了大型发电机底部支撑及密封瓦诱发的不稳定结构振动问题; （2）提出了“反对称+外伸端”联合配重的动平衡新方法,解决了发电机轴承座同相振动问题; （3）针对发电机定子结构振动特征,设计研发了沙箱弹簧型阻尼动力吸振器,为发电机结构振动治理提供了新的处理方法。 该技术成果为发电机结构振动抑制与处理提供了一条科学的技术路线,为制造厂家改进设计提供了技术支持,已先后在大唐三门峡（1000MW）、大唐信阳（660MW）等10余台发电机结构振动治理中得到成功应用,发电机振动均降至合格范围内,结构振动得到有效治理,大幅度提高了发电机组的安全性、可靠性,累计避免经济损失4897.24万元,取得了显著的经济与社会效益,具有良好的推广应用前景。 该项目研发过程中获得授权发明专利1项,正在实审发明专利3项,授权实用新型专利3项,发表论文10篇,其中核心期刊5篇。