【摘 要】
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随着我国大型汽轮发电机组朝着高参数,大容量方向发展,对发电机组的安全性和可靠性提出了新的挑战。转子裂纹是汽轮发电机组的重大故障隐患之一,裂纹的产生将对发电机组的安全运行构成重大威胁,应极力避免。基于此,本文将对大型汽轮发电机转子的裂纹产生机理进行研究,提出发电机转子裂纹故障的诊断方法,为预防和提前发现转子裂纹提供重要理论依据和技术手段。首先,论文以发电机转子最容易产生疲劳失效的联轴器-转轴热套装配
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随着我国大型汽轮发电机组朝着高参数,大容量方向发展,对发电机组的安全性和可靠性提出了新的挑战。转子裂纹是汽轮发电机组的重大故障隐患之一,裂纹的产生将对发电机组的安全运行构成重大威胁,应极力避免。基于此,本文将对大型汽轮发电机转子的裂纹产生机理进行研究,提出发电机转子裂纹故障的诊断方法,为预防和提前发现转子裂纹提供重要理论依据和技术手段。首先,论文以发电机转子最容易产生疲劳失效的联轴器-转轴热套装配体为研究对象,基于有限元方法,建立了考虑非线性接触和非线性本构的力学分析模型。在不同工序、转速、温升和扭矩工况下,采用生死单元技术和多载荷步方法进行了结构应力计算。结合古德曼直线,对结构的疲劳特性进行了分析,揭示了发电机转子裂纹的产生机理。其次,对含裂纹多跨转子的动力学特性进行了研究。建立了包含汽轮机低压缸转子、发电机转子和集电环转子的多跨转子动力学模型,研究了不同位置和不同破坏程度裂纹对转子横向和扭转两个方向振动特性的影响规律,为大型汽轮发电机组多跨转子的裂纹故障诊断和定位提供了理论基础。再次,提出了汽轮发电机组裂纹故障的诊断与排除方法。将与转子裂纹故障易发生混淆和易耦合发生的典型故障归纳为质量不平衡类故障、碰磨故障和热态不平衡类故障,建立了各故障类型和两个频率成分与四个工况参数的关系模型,形成了系统的汽轮发电机转子裂纹故障诊断排除法,为转子裂纹故障的现场诊断提供了有效手段。在以上研究基础上,以土耳其Biga电厂的600MW汽轮发电机组转子为试验对象,在现场搭建了振动数据采集试验系统,进行了故障排除试验和动平衡试验,实现了转子裂纹故障的诊断,探伤检测结果也验证了裂纹产生机理分析的正确性和有效性。
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