船用燃气轮机盘-叶耦合系统固有振动特性研究

随着船用燃气轮机的转子轮盘不断向轻、薄的方向优化,只考虑根部固支下叶片的振动已不再能满足安全需求,将轮盘—叶片作为一个耦合系统来研究其振动特性是十分必要的。而且转子在高温高转速下工作,为了准确求解耦合系统的振动特性,不可忽视温度、转速对振动的影响。文章建立了船用燃气轮机转子盘—叶模型,应用有限元程序和循环对称结构算法,从实际工况角度出发,计算不同旋转、不同温度及其变化率下耦合系统的固有振动特性。归纳出温度、转速与盘—叶耦合系统固有振动特性间的关系,为预防船用燃气轮机转子出现耦合共振危险及可靠性计算提供了数值依据。     

某型燃气轮机低压涡轮压气机转子动力学分析

为了获得某型燃气轮机低压涡轮压气机转子的动力学特性,并验证其稳定性及可靠性,本文使用SAMCEF/Field软件的转子动力学分析模块对该转子进行了分析计算。根据机组实际运行的条件,计算了该机组转子的临界转速、稳态不平衡响应、叶片丢失瞬态响应等。计算结果表明,临界转速安全系数合理;转子系统选取的平衡量具有较小的振动幅值;转子的瞬态响应结果验证了结构方案的合理性,转子系统具有较好的稳定性。得出了此转子结构方案能保证低压涡轮压气机稳定运行的结论。     

燃气轮机轮盘和叶片振动特性的多通道无线电遥测

在运行条件下实测燃气轮机轮盘和叶片的振动特性,是燃气轮机参数测量中最困难的问题之一。哈尔滨船用锅炉透平研究所近年来研制了高温应变片、测试环境的保护监控装置以及八通道动态应变遥测仪,并对一台大功率船用燃气轮机动力涡轮盘和叶片的振动特性进行了测试和研究。结果表明:其振动特性与理论计算基本上吻合。     

虚拟仪器技术在船舶燃气轮机叶片温度检测中的应用

船舶燃气轮机的叶片长期工作在高压、高温的环境中,为了提高舰船动力系统的安全性,防止因燃气轮机叶片故障导致的动力系统事故,有必要对燃气轮机的叶片进行实时监测。本文结合虚拟仪器技术开发了一种舰船燃气轮机叶片的温度检测系统,分别从数据采集硬件结构和虚拟仪器技术软件编程等方面进行研究。     

燃气轮机滑油供油压力低故障分析

燃气轮机转子的转速较高,对轴承、齿轮工作环境的要求十分严苛,因此需要滑油系统不间断地给轴承、齿轮提供足够的冷却、润滑用滑油,以保证其正常安全地工作。文章通过建立故障树对试验期间发生的燃气轮机滑油供油压力低故障进行分析、隔离、定位,并最终排除,为燃气轮机相关故障的解决提供了有效思路。     

Alford力作用下计及叶片振动的转子-轴承系统动力学特性分析

为了分析非线性耦合因素与叶片振动对转子-轴承系统动力学特性影响,文章将叶片模化为悬臂梁结构并利用假设模态法离散简化,建立了阿尔福德(Alford)力作用下计及叶片弯曲振动的系统动力学模型。采用Runge-Kutta法对非线性振动微分方程进行数值求解,通过系统响应的分岔图、时间历程图与频谱图、轴心轨迹图、Poincaré映射图和相图研究了叶片弯曲变形以及Alford力对系统的非线性动力学行为的影响。结果表明:叶片振动使系统的不稳定区域提前,转子发生混沌运动的转速范围增大;叶尖气隙引起的Alford力使系统的运动状态变得更为复杂,油膜非线性更加明显。     

基于热力参数的某舰用三轴燃气轮机故障数学模型研究

利用小偏差方程法建立了燃气轮机故障数学模型,将故障判据中难以测量的性能参数变化量转换为可测参数的变化量,以解决某型三轴燃气轮机热参数故障诊断中故障判据难以测量问题.以低压压气机叶片磨损故障为例进行了故障模拟,并对模拟的结果进行了分析,证明了模型的可靠性.可为建立智能化的燃气轮机状态监控和故障诊断提供有力的手段,具有广泛的实用价值.     

船用三轴燃气轮机气路故障建模与聚类诊断技术

船用燃气轮机运行在高速、高湿和高盐的工作环境中时,其气路部件在运行过程中发生故障的可能性增大,开展典型气路故障诊断技术研究有助于提升船用燃气轮机运行的可靠性和安全性。通过分析船用燃气轮机积垢、压气机叶顶间隙增大、叶片磨损、机械损伤、涡轮热腐蚀和燃烧室故障等典型气路故障的机理,给出9种典型气路故障时性能参数相对变化的经验判据。采用小偏差建模方法,建立船用三轴燃气轮机气路故障仿真模型,基于经验判据对0.8工况下船用三轴燃气轮机典型气路故障进行模拟,仿真得到9种典型故障下测量参数的相对变化。提出基于聚类分析的船用燃气轮机气路故障诊断方法,并以9种典型气路故障仿真结果为例,验证了该诊断方法的可行性。     

基于H-L法的涡轮转子叶片可靠度分析

涡轮转子叶片工作环境恶劣,受力、受热严重。涡轮叶片一旦损坏,将对燃气轮机造成严重后果。通过对涡轮叶片进行弯矩、应力受力分析,应用随机可靠性理论推导出极限状态方程。根据叶片的有限元分析选取叶片应力最大的3个点作为危险点,应用H-L法求出这些点的可靠度。通过算例,验证该方法简单可靠,可以作为叶片可靠性分析的方法。     

考虑陀螺效应的某燃机高压转子横向振动分析

考虑转子的陀螺效应,利用有限单元法推导了某燃气轮机高压压气机转子的传递矩阵,并建立了该转子-轴承系统的传递矩阵模型.采用多体系统传递矩阵法计算了转子-轴承系统的固有频率,研究了陀螺效应对其振动特性的影响.