本文關(guān)鍵詞：大型抽水蓄能電站廠房振動(dòng)相關(guān)問題研究

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【摘要】：隨著我國(guó)水電事業(yè)的高速發(fā)展,水電站的建設(shè)規(guī)模越來越大,水輪機(jī)組單機(jī)出力和蝸殼尺寸也不斷增大,給電站的安全運(yùn)行帶來了極大的挑戰(zhàn)。對(duì)國(guó)內(nèi)外已投產(chǎn)運(yùn)行的電站機(jī)組觀測(cè)表明,機(jī)組與廠房振動(dòng)問題是影響水電機(jī)組以及相關(guān)系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的重大基礎(chǔ)性和普遍性的問題,是大型水電站建設(shè)和運(yùn)行所需關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。特別是對(duì)于具有高轉(zhuǎn)速、大容量、高水頭、抽水和發(fā)電雙工況頻繁變化等特點(diǎn)的抽水蓄能電站,該問題較常規(guī)電站更為突出。由于廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題的復(fù)雜性,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)這一涉及水電站安全運(yùn)行的工程關(guān)鍵技術(shù)問題的研究,有待于深入開展。面對(duì)這一難題,一般水電站采取限制運(yùn)行水頭、避開機(jī)組不穩(wěn)定區(qū)域的措施,這會(huì)大大降低機(jī)組的工作效率。本文結(jié)合實(shí)際工程,對(duì)國(guó)內(nèi)某大型抽水蓄能電站廠房振動(dòng)相關(guān)問題進(jìn)行研究。①從主要振源、自振特性、振動(dòng)響應(yīng)三個(gè)方面概述了水電站廠房振動(dòng)問題的研究現(xiàn)狀；(②編寫了以快速傅里葉變換為核心的信號(hào)處理程序,并根據(jù)實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了程序的對(duì)比驗(yàn)證；③建立了國(guó)內(nèi)某抽水蓄能電站4#機(jī)組廠房結(jié)構(gòu)全尺寸模型,以此模型為基礎(chǔ)計(jì)算廠房結(jié)構(gòu)自振特性和振動(dòng)響應(yīng),并與測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析；(④建立雙機(jī)組模型,從自振特性和振動(dòng)響應(yīng)兩方面,研究廠房分縫形式對(duì)廠房振動(dòng)的影響,并通過設(shè)置不同的機(jī)組運(yùn)行方式,深入研究機(jī)組運(yùn)行對(duì)相鄰機(jī)組段廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響程度；⑤以4#單機(jī)組模型為基礎(chǔ),通過修改發(fā)電機(jī)層樓板厚度,分析樓板結(jié)構(gòu)形式對(duì)廠房振動(dòng)的影響；(⑥在不同的機(jī)組轉(zhuǎn)速工況下計(jì)算4#機(jī)組段廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng),進(jìn)行廠房與機(jī)組匹配性分析。得出了如下主要結(jié)論：(1)通過對(duì)實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)處理分析,驗(yàn)證了所編寫的振動(dòng)信號(hào)處理程序的正確性,該程序能夠精確地識(shí)別出振動(dòng)信號(hào)中所包含的信息。(2)孔洞較大的區(qū)域和立柱對(duì)應(yīng)的樓板區(qū)域是振動(dòng)響應(yīng)最強(qiáng)烈的區(qū)域,也是振動(dòng)最大值出現(xiàn)較多的區(qū)域。因此,在樓板上布置機(jī)組控制儀器時(shí),應(yīng)避開大孔洞區(qū)和立柱對(duì)應(yīng)區(qū),對(duì)水電站廠房的設(shè)備布置合理避振提供了參考。(3)“兩機(jī)一縫”分縫形式能增強(qiáng)機(jī)組之間的相互作用,增加廠房結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的約束作用,提高結(jié)構(gòu)自振頻率,但由于機(jī)組振源的共同作用,會(huì)引起某些區(qū)域振動(dòng)響應(yīng)疊加�！耙粰C(jī)一縫”分縫形式廠房結(jié)構(gòu)中,振動(dòng)能量可以通過分縫處的填充物向相鄰機(jī)組段傳遞,引起相鄰機(jī)組段的振動(dòng)。該研究為機(jī)組運(yùn)行調(diào)度提供指導(dǎo)。(4)隨著發(fā)電機(jī)層樓板厚度的增加,其結(jié)構(gòu)剛度得到增強(qiáng),在相同激振荷載下厚板結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)總體小于板梁結(jié)構(gòu)。(5)從廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)方面來說,該抽水蓄能電站廠房結(jié)構(gòu)更適應(yīng)高轉(zhuǎn)速機(jī)組。機(jī)組在較高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí),振源激振頻率也較高,相應(yīng)的構(gòu)件自振頻率與激振頻率之間的錯(cuò)開度較大,此時(shí)振源頻率避開了讓廠房構(gòu)件發(fā)生局部共振的頻率范圍,減小了水電站廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。
【關(guān)鍵詞】：抽水蓄能電站 廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng) 全尺寸有限元模型 分縫形式 樓板結(jié)構(gòu)形式 自振特性 動(dòng)力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV731;TV312
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 選題背景和意義14-15
• 1.2 大型水電站廠房振動(dòng)問題的研究進(jìn)展15-18
• 1.2.1 廠房振動(dòng)的振源分析研究15-16
• 1.2.2 廠房振動(dòng)的自振特性分析研究16-17
• 1.2.3 廠房振動(dòng)的動(dòng)力響應(yīng)分析研究17-18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 振動(dòng)信號(hào)分析處理與程序?qū)崿F(xiàn)20-32
• 2.1 信號(hào)分析處理的基本理論20-26
• 2.1.1 隨機(jī)信號(hào)采樣定理20-21
• 2.1.2 最小二乘擬合法消除趨勢(shì)項(xiàng)21-22
• 2.1.3 基-2快速傅里葉變換22-25
• 2.1.4 功率譜密度函數(shù)25-26
• 2.2 信號(hào)分析處理理論的程序?qū)崿F(xiàn)26-29
• 2.3 信號(hào)分析處理程序的對(duì)比驗(yàn)證29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第三章 某抽水蓄能電站廠房振動(dòng)計(jì)算與測(cè)試分析32-61
• 3.1 廠房結(jié)構(gòu)的有限元模型32-39
• 3.1.1 單元類型的選取32-35
• 3.1.2 坐標(biāo)系的規(guī)定和邊界條件選取35
• 3.1.3 材料力學(xué)參數(shù)的選取35
• 3.1.4 結(jié)構(gòu)阻尼35-37
• 3.1.5 模態(tài)分析的運(yùn)動(dòng)方程37-39
• 3.2 廠房結(jié)構(gòu)自振頻率測(cè)試39-42
• 3.2.1 自振頻率測(cè)試方法的選擇39-40
• 3.2.2 測(cè)點(diǎn)布置和測(cè)試結(jié)果分析40-42
• 3.3 廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的對(duì)比分析42-46
• 3.3.1 發(fā)電機(jī)層樓板自振特性對(duì)比分析42-44
• 3.3.2 母線層樓板自振特性對(duì)比分析44-45
• 3.3.3 立柱自振特性對(duì)比分析45-46
• 3.4 引起廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主要振源分析46-49
• 3.4.1 水力振源47-48
• 3.4.2 機(jī)械振源48-49
• 3.4.3 電磁振源49
• 3.5 共振校核49-50
• 3.5.1 共振校核標(biāo)準(zhǔn)49-50
• 3.5.2 共振校核結(jié)果分析50
• 3.6 廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析50-59
• 3.6.1 計(jì)算分析工況50-52
• 3.6.2 廠房振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算方法52-55
• 3.6.3 樓板振動(dòng)響應(yīng)分析55-58
• 3.6.4 立柱振動(dòng)響應(yīng)分析58-59
• 3.7 本章小結(jié)59-61
• 第四章 廠房分縫形式對(duì)廠房振動(dòng)的影響分析61-79
• 4.1 不同廠房分縫形式的廠房結(jié)構(gòu)有限元模型61-63
• 4.2 不同廠房分縫形式的廠房振動(dòng)計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析63-77
• 4.2.1 不同廠房分縫形式的廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性分析63-71
• 4.2.2 不同廠房分縫形式的廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析71-77
• 4.3 本章小結(jié)77-79
• 第五章 樓板結(jié)構(gòu)形式對(duì)廠房振動(dòng)的影響分析79-88
• 5.1 不同發(fā)電機(jī)層樓板厚度的廠房結(jié)構(gòu)有限元模型79
• 5.2 不同發(fā)電機(jī)層樓板厚度的廠房振動(dòng)計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析79-87
• 5.2.1 不同發(fā)電機(jī)層樓板厚度的廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性分析79-82
• 5.2.2 不同發(fā)電機(jī)層樓板厚度的廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析82-87
• 5.3 本章小結(jié)87-88
• 第六章 廠房與機(jī)組的匹配性分析88-95
• 6.1 分析模型的選取88-89
• 6.2 計(jì)算結(jié)果分析89-93
• 6.3 本章小結(jié)93-95
• 第七章 結(jié)論與展望95-97
• 7.1 主要工作與結(jié)論95-96
• 7.2 工作展望96-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 攻讀碩士期間的科研成果101-102
• 致謝102

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李幼勝;何永清;熊濤;伍鶴皋;傅丹;;大型抽水蓄能電站不同樓板結(jié)構(gòu)形式的動(dòng)力特性研究[J];水電能源科學(xué);2014年04期

2 陳婧;王粉玲;馬震岳;;大型抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2013年06期

3 徐偉;馬震岳;職保平;;水壓脈動(dòng)能量傳導(dǎo)對(duì)水電站廠房墻體影響分析[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2013年02期

4 張存慧;馬震岳;周述達(dá);張運(yùn)良;;大型水電站廠房結(jié)構(gòu)流固耦合分析[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2012年06期

5 歐陽金惠;陳厚群;張超然;;大型水電站蝸殼埋設(shè)方式對(duì)廠房振動(dòng)的影響分析[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2012年04期

6 陳玲玲;戴湘和;彭定;;三峽電站廠房鋼襯蝸殼不同埋設(shè)方式抗震分析[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2012年02期

7 郭冬云;伍鶴皋;馮敏;;樓板連接方式對(duì)廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響分析[J];中國(guó)農(nóng)村水利水電;2011年10期

8 胡燦陽;陳清軍;;基于EMD和最小二乘法的基線飄移研究[J];振動(dòng)與沖擊;2010年03期

9 陳為真;汪秉文;胡曉婭;;基于時(shí)域積分的加速度信號(hào)處理[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

10 徐進(jìn)友;劉建平;宋軼民;王世宇;;大型水電站地下廠房結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究[J];水電能源科學(xué);2009年05期

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本文編號(hào)：927619