本文關(guān)鍵詞：高速渦輪發(fā)電軸系穩(wěn)定性試驗(yàn)研究

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【摘要】：高速渦輪發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)速高、做功密度大等優(yōu)點(diǎn),因此以其為核心動力裝置的分布式能源系統(tǒng)將是未來能源清潔技術(shù)的重要發(fā)展方向之一,氣體軸承支撐的軸系是其核心部件,由于氣體軸承的自身特點(diǎn)軸系在高轉(zhuǎn)速下容易出現(xiàn)渦動、振蕩等軸系失穩(wěn)現(xiàn)象,因此必須對由氣體軸承支撐的高速軸系穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)研究。本文主要開展了以下研究：結(jié)合轉(zhuǎn)子動力學(xué)知識,闡明了高速軸系的基本原理,從理論上解釋了共振、氣膜渦動、氣膜振蕩的機(jī)理,并給出了氣體軸承非線性振動的測試分析方法。結(jié)合功能和性能兩方面搭建了由氣體軸承支撐的高速渦輪發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺,整個系統(tǒng)主要包括軸系主體結(jié)構(gòu)、動力管路系統(tǒng)和采集與分析系統(tǒng)。試驗(yàn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)軸承供氣的可控、可測量,轉(zhuǎn)子振動數(shù)據(jù)的采集、離線儲存和分析,并且能夠?qū)崿F(xiàn)對整個實(shí)驗(yàn)過程的在線監(jiān)測。利用搭建的試驗(yàn)臺進(jìn)行一系列的試驗(yàn)研究,主要研究了盤式發(fā)電機(jī)電負(fù)載對高速渦輪發(fā)電機(jī)軸系穩(wěn)定性的影響。對有無帶電負(fù)載兩種工況下的振動特性進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明帶電負(fù)載后相當(dāng)于增加了軸系的不平衡質(zhì)量,會造成臨界轉(zhuǎn)速和氣膜振蕩開始的轉(zhuǎn)速提前,而且會使軸系的振動加劇。對高速渦輪發(fā)電機(jī)的熱力特性進(jìn)行研究,采集各個轉(zhuǎn)速處的熱力參數(shù),研究輸出溫度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,對比分析了帶電負(fù)載前后輸出能量的大小和比例。結(jié)果表明,帶電負(fù)載后軸系同頻渦動和低頻渦動損耗能量增加,因此輸出的有效總能量減少。
【關(guān)鍵詞】：渦輪發(fā)電機(jī) 高轉(zhuǎn)速 氣體軸承 渦動 效率
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM31
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)展概況10-12
• 1.2.1 國外發(fā)展及應(yīng)用情況10-11
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展及應(yīng)用情況11-12
• 1.3 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)介紹12-14
• 1.4 研究內(nèi)容14-15
• 第2章 轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論及振動測試分析方法15-29
• 2.1 高速渦輪發(fā)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換基本原理15-17
• 2.1.1 透平渦輪中流體的能量方程15-16
• 2.1.2 透平渦輪制冷量與輸出功16-17
• 2.2 氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型17-23
• 2.2.1 氣體潤滑軸承機(jī)理17-18
• 2.2.2 高速渦輪發(fā)電機(jī)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動方程18-21
• 2.2.3 半速渦動機(jī)理分析21-23
• 2.3 非線性振動測試分析方法23-28
• 2.3.1 工頻振動分析24-25
• 2.3.2 低頻振動分析25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 高速渦輪發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺搭建29-41
• 3.1 試驗(yàn)臺功能整體設(shè)計(jì)29-30
• 3.2 高速渦輪發(fā)電機(jī)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-33
• 3.2.1 氣體軸承30-32
• 3.2.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)32-33
• 3.3 動力管路系統(tǒng)33-35
• 3.3.1 管路系統(tǒng)33-34
• 3.3.2 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)34-35
• 3.4 采集分析系統(tǒng)35-40
• 3.4.1 振動數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)35-39
• 3.4.2 熱力參數(shù)測量系統(tǒng)39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 氣體軸承轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性試驗(yàn)研究41-59
• 4.1 發(fā)電負(fù)載對軸系穩(wěn)定性影響試驗(yàn)研究41-52
• 4.1.1 發(fā)電負(fù)載對軸系穩(wěn)定性研究試驗(yàn)方案41-43
• 4.1.2 發(fā)電負(fù)載對臨界轉(zhuǎn)速特性的影響43-45
• 4.1.3 發(fā)電負(fù)載對低頻特性的影響45-52
• 4.2 高速渦輪發(fā)電機(jī)熱力性能試驗(yàn)分析52-58
• 4.2.1 熱力參數(shù)測點(diǎn)布置方案52-53
• 4.2.2 發(fā)電機(jī)發(fā)電效率53-55
• 4.2.3 制冷制熱發(fā)電效果隨轉(zhuǎn)速變化性能55-56
• 4.2.4 電負(fù)載對輸出能量影響的試驗(yàn)分析56-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論與展望59-61
• 5.1 研究主要結(jié)論59
• 5.2 未來研究工作展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果64
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作64-65
• 致謝65

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本文編號：1016580