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摘 要:在火力发电厂当中,循环水泵设备的一个非常重要的生产设备。主要是由于这一设备在实际的应用中主要是提供动力,对电厂的运行起到重要的促进作用。在实际的工作中,工作人员应该对循环水泵系统的工作原理加强了解,保证水泵层基础结构的稳定性和安全性。本文中,笔者主要对大型火力发电厂中循环水泵系统和基础结构振动性能进行分析和探讨,仅供参考。
关键词:火力发电厂;循环水泵系统;基础结构振动性能;分析
在水泵系统应用的过程中,工作人员应该尽量避免泵体和基础结构之间出现共振现象。通常情况下,应该采取建模的形式来对水泵系统和基础结构振动情况进行分析。泵站系统在发电厂中主要承担着输水的任务,循环水泵系统的供水特点比较突出,水压相对比较稳定,但是容易受到季节影响。工作人员应该加强对水泵系统的管理,保证系统的扬程和流量达到标准,提升供水的安全性。
1 循环水泵——电机系统振动特性分析
1.1 循环水泵系统的主要构成部分
发电厂中的循环水泵主要是以立式泵结构为主,电机和水泵都是以分层的形式呈现,实现传动。在我国的循环水泵生产中,主要是参照国外先进的生活工艺,不仅做到节能,还可以用作循环泵来使用。应用范围相对较广,构成部分包括以下几个方面:
(1)定子。定子主要是有机座,铁心和线圈构成,主要是产生磁场的主要部件。其中机座结构是定子的外壳部分,主要是由钢板结构进行焊接。在应用的过程中会出现一定的振动性。另外,铁心结构主要是由钢片碾压而成,铁心的高度可以分为若干不同的部分,便于通风。
(2)转子。转子的构成部分也比较复杂,主要由钢结构锻造而成,用来传递转矩。另外,磁辆是用转动惯量和固定磁极的形式,利用较大的同步电机,磁极是磁场的主要构件。
(3)上机架。上机架主要是以辐射式荷重机架为主。在应用的过程中,主要是极爱那个其安装在定子机座上,承担机组转动过程中出现的重力和推力。
(4)下机架。下机架主要是由外伸支腿以及油槽结构构成,在应用的过程中可以和定子相互连接,但是,有些则需要和定子分开。对于大型的电动机往往需要分开。在实际的应用中,需要设置导瓦和油冷却器等形式。
1.2 循环水泵泵体的动力特性分析
通过对电机和水泵系统的整体性进行分析,可以看出,工作人员在选择水泵电机时,首先要对转子临界转速进行控制,将震动频率以及速值进行明确,使其达到实验的标准。一般情况下,如果电机和水泵在相对独立的状态下,在振动的过程中相互之间的影响可以忽视,因此,可以进行独立分析。在建立模型的过程中,如果工作人员采用铰接的形式则可以提升实验的科学性。如果采用刚接的形式,则很有可能会出现数据或者是刚度的突变,无法直接对真实情况进行反映。
在对泵体结构的振动性能进行分析的过程中,研究人员需要对水泵的转子的性能加强重视,主要是由于转子在运行的过程中,起到重要的控制作用,同时也是引起振动的主要原因。只有保证泵体转子安装的科学性,转动达到平衡性,才能够促进振动形式的稳定性。电机和水泵结构在正常运行的过程中,振东幅度相对较小,但是如果达到各自自振的频率,振幅就会明显增加,基于这种变化情况,在应用电机和水泵结构时,要事先做好谐响应分析工作。在对水泵振动幅度进行控制的过程中,研究人员应该将最高振动幅度控制在标准的范围内,并且合理地应用支撑板,提升泵体结构动力特性分析的科学性和规范性。
2 水泵基础结构的动力特性分析
2.1 动力特性分析
2.1.1 结构动力计算一般步骤
结构在动荷载作用下的强度分析(即内力或应力计算)与刚度分析(位移的计算)总的来说与静力分析类似,其目的也是相同的。也就是结构动力计算的最终目的在于确定动力荷载作用下结构的内力、位移等量值随时间而变化的规律,从而找出其最大值以作为设计或检验的依据。因此,研究强迫振动就成为动力计算的一项根本任务。然而,结构在强迫振动时各截面的最大内力和位移都与结构的自由振动时的频率和振动形式密切相关,因而寻求自振频率和振型就成为研究强迫振动的前提。所以动力计算分为明显的两大步骤:其一是结构的自由振动分析,即计算自振频率和振型;其二是强迫振动分析,即计算结构内力、位移以及其他相关物理量。
2.1.2 模型动力分析
(1)对于电机层设现浇板的整体模型来说,底部连接方式为固接或者弹簧连接,其振型表现形式相似,第一阶为X方向平动,第二阶为XY平面内扭转,第三阶或者第四阶出现X方向平动和Z方向局部振动,第五阶为Y方向的平动,这说明结构的整体性能较好,X向的刚度稍小于Y方向刚度。
(2)对于电机层设现浇板但没有导流墙的模型来说,底部连接方式为固接或者弹簧连接,其振型图相似。第一阶和第二阶振型表现为X方向平动,第三阶为X平面内扭转,底部固接时第四阶为Y方向平动,底部为弹簧连接时,第四阶为Z方向振动,第六阶出现Y方向平动。
(3)在电机层没有设置现浇板的情况下,第一阶至第八阶表现为电机层框架的局部X向平动,直到第九阶才表现为X方向整体平动,第十阶为XY平面内的扭转振动,电机层未设置现浇板时的振型与设置现浇板的振型相差较大,说明电机层现浇板的设置对整体结构动力性能影响较大。
2.2 工程基础结构的振动幅值
水泵基础结构设置现浇板时,结构振动幅值明显远小于不设置现浇板的基础结构振动幅值,而且远小于规定限值。未设置现浇板的水泵基础结构的振动幅值比设置现浇板的水泵基础结构大很多。水泵基础结构振动比较大的部位都发生在4.0米电机层井字框架上,说明基础结构在此处比较薄弱,在设计及施工中要特别注意。从各种工况下,水泵基础结构扰力点发生的最大振动幅值,基本上都是由该处的扰力主要引起的,由此可见,泵与泵之间的振动影响比较小,结构的振动主要是泵与其自身基础发生强迫振动。
3 总结
综上所述,在大型火力发电厂运行的过程中,工作人员应该加强对发电厂循环水泵系统和基础结构的振动性能的重视。对水泵系统的构成部分和工作性能进行分析和探讨,并且从根本上提升水泵系统工作的高效性。对影响循环水泵振动性能因素进行研究,不遗余力地解决振动问题。保证基础结构的整体稳定性以及运行的安全性。进而促进电力工业的高效发展,在降低火力发电厂运行成本的基础上,提升经济性能和社会性能。
参考文献
[1]刘云贺.溢流式水电站厂房结构动力特性研究[J].水力发电学报,2011(3).
[2]简政.相邻机器基础动力相互作用研究[J].西安理工大学学报,2011(3).
[3]潘文.边界条件和配筋率对设备支墩动力特性的影响[J].福州大学学报(自然科学版),2011(S1).
[4]吴涛.大型火力发电厂钢筋混凝土框架异型边节点抗震性能及设计方法研究[J].建筑结构学报,2011(5).
关键词:火力发电厂;循环水泵系统;基础结构振动性能;分析
在水泵系统应用的过程中,工作人员应该尽量避免泵体和基础结构之间出现共振现象。通常情况下,应该采取建模的形式来对水泵系统和基础结构振动情况进行分析。泵站系统在发电厂中主要承担着输水的任务,循环水泵系统的供水特点比较突出,水压相对比较稳定,但是容易受到季节影响。工作人员应该加强对水泵系统的管理,保证系统的扬程和流量达到标准,提升供水的安全性。
1 循环水泵——电机系统振动特性分析
1.1 循环水泵系统的主要构成部分
发电厂中的循环水泵主要是以立式泵结构为主,电机和水泵都是以分层的形式呈现,实现传动。在我国的循环水泵生产中,主要是参照国外先进的生活工艺,不仅做到节能,还可以用作循环泵来使用。应用范围相对较广,构成部分包括以下几个方面:
(1)定子。定子主要是有机座,铁心和线圈构成,主要是产生磁场的主要部件。其中机座结构是定子的外壳部分,主要是由钢板结构进行焊接。在应用的过程中会出现一定的振动性。另外,铁心结构主要是由钢片碾压而成,铁心的高度可以分为若干不同的部分,便于通风。
(2)转子。转子的构成部分也比较复杂,主要由钢结构锻造而成,用来传递转矩。另外,磁辆是用转动惯量和固定磁极的形式,利用较大的同步电机,磁极是磁场的主要构件。
(3)上机架。上机架主要是以辐射式荷重机架为主。在应用的过程中,主要是极爱那个其安装在定子机座上,承担机组转动过程中出现的重力和推力。
(4)下机架。下机架主要是由外伸支腿以及油槽结构构成,在应用的过程中可以和定子相互连接,但是,有些则需要和定子分开。对于大型的电动机往往需要分开。在实际的应用中,需要设置导瓦和油冷却器等形式。
1.2 循环水泵泵体的动力特性分析
通过对电机和水泵系统的整体性进行分析,可以看出,工作人员在选择水泵电机时,首先要对转子临界转速进行控制,将震动频率以及速值进行明确,使其达到实验的标准。一般情况下,如果电机和水泵在相对独立的状态下,在振动的过程中相互之间的影响可以忽视,因此,可以进行独立分析。在建立模型的过程中,如果工作人员采用铰接的形式则可以提升实验的科学性。如果采用刚接的形式,则很有可能会出现数据或者是刚度的突变,无法直接对真实情况进行反映。
在对泵体结构的振动性能进行分析的过程中,研究人员需要对水泵的转子的性能加强重视,主要是由于转子在运行的过程中,起到重要的控制作用,同时也是引起振动的主要原因。只有保证泵体转子安装的科学性,转动达到平衡性,才能够促进振动形式的稳定性。电机和水泵结构在正常运行的过程中,振东幅度相对较小,但是如果达到各自自振的频率,振幅就会明显增加,基于这种变化情况,在应用电机和水泵结构时,要事先做好谐响应分析工作。在对水泵振动幅度进行控制的过程中,研究人员应该将最高振动幅度控制在标准的范围内,并且合理地应用支撑板,提升泵体结构动力特性分析的科学性和规范性。
2 水泵基础结构的动力特性分析
2.1 动力特性分析
2.1.1 结构动力计算一般步骤
结构在动荷载作用下的强度分析(即内力或应力计算)与刚度分析(位移的计算)总的来说与静力分析类似,其目的也是相同的。也就是结构动力计算的最终目的在于确定动力荷载作用下结构的内力、位移等量值随时间而变化的规律,从而找出其最大值以作为设计或检验的依据。因此,研究强迫振动就成为动力计算的一项根本任务。然而,结构在强迫振动时各截面的最大内力和位移都与结构的自由振动时的频率和振动形式密切相关,因而寻求自振频率和振型就成为研究强迫振动的前提。所以动力计算分为明显的两大步骤:其一是结构的自由振动分析,即计算自振频率和振型;其二是强迫振动分析,即计算结构内力、位移以及其他相关物理量。
2.1.2 模型动力分析
(1)对于电机层设现浇板的整体模型来说,底部连接方式为固接或者弹簧连接,其振型表现形式相似,第一阶为X方向平动,第二阶为XY平面内扭转,第三阶或者第四阶出现X方向平动和Z方向局部振动,第五阶为Y方向的平动,这说明结构的整体性能较好,X向的刚度稍小于Y方向刚度。
(2)对于电机层设现浇板但没有导流墙的模型来说,底部连接方式为固接或者弹簧连接,其振型图相似。第一阶和第二阶振型表现为X方向平动,第三阶为X平面内扭转,底部固接时第四阶为Y方向平动,底部为弹簧连接时,第四阶为Z方向振动,第六阶出现Y方向平动。
(3)在电机层没有设置现浇板的情况下,第一阶至第八阶表现为电机层框架的局部X向平动,直到第九阶才表现为X方向整体平动,第十阶为XY平面内的扭转振动,电机层未设置现浇板时的振型与设置现浇板的振型相差较大,说明电机层现浇板的设置对整体结构动力性能影响较大。
2.2 工程基础结构的振动幅值
水泵基础结构设置现浇板时,结构振动幅值明显远小于不设置现浇板的基础结构振动幅值,而且远小于规定限值。未设置现浇板的水泵基础结构的振动幅值比设置现浇板的水泵基础结构大很多。水泵基础结构振动比较大的部位都发生在4.0米电机层井字框架上,说明基础结构在此处比较薄弱,在设计及施工中要特别注意。从各种工况下,水泵基础结构扰力点发生的最大振动幅值,基本上都是由该处的扰力主要引起的,由此可见,泵与泵之间的振动影响比较小,结构的振动主要是泵与其自身基础发生强迫振动。
3 总结
综上所述,在大型火力发电厂运行的过程中,工作人员应该加强对发电厂循环水泵系统和基础结构的振动性能的重视。对水泵系统的构成部分和工作性能进行分析和探讨,并且从根本上提升水泵系统工作的高效性。对影响循环水泵振动性能因素进行研究,不遗余力地解决振动问题。保证基础结构的整体稳定性以及运行的安全性。进而促进电力工业的高效发展,在降低火力发电厂运行成本的基础上,提升经济性能和社会性能。
参考文献
[1]刘云贺.溢流式水电站厂房结构动力特性研究[J].水力发电学报,2011(3).
[2]简政.相邻机器基础动力相互作用研究[J].西安理工大学学报,2011(3).
[3]潘文.边界条件和配筋率对设备支墩动力特性的影响[J].福州大学学报(自然科学版),2011(S1).
[4]吴涛.大型火力发电厂钢筋混凝土框架异型边节点抗震性能及设计方法研究[J].建筑结构学报,2011(5).