[发明专利]柔性支撑汽轮发电机组运行状态下载荷分配实时计算方法

说明书

柔性支撑汽轮发电机组运行状态下载荷分配实时计算方法，1)使用有限元法建立轴系及轴承模型，使用轴承原始标高计算刚性支撑静载荷分配，在此基础上考虑弹簧弹性及油膜厚度影响，迭代计算得到柔性基础汽轮发电机组运行状态下的载荷分配；2)计算得到运行状态下柔性支撑载荷分配与刚性支撑静载荷分配的影响系数关系曲线；3)按照曲线可在实际运行时实时计算得到当前转速下的轴系载荷分配。为更精确的计算运行状态下的载荷分配必须考虑到柔性基础本身的变形量以及轴承油膜的厚度，其关键技术就是柔性支撑、运行状态下载荷分配影响系数曲线的确定。

技术领域

本发明涉及旋转机械状态监测技术领域，特别涉及柔性支撑汽轮发电机组运行状态下载荷分配实时计算方法。

背景技术

目前国内大多数汽轮发电机组均使用刚性支撑基础，由于刚性支撑刚度较大，支撑本身的变化量在载荷分配计算中可忽略不计，因此其载荷分配容易计算。近年来，随着柔性基础在大容量火电、核电机组上的广泛应用，柔性基础带来了轴系载荷分配的变化，同时运行状态下载荷分配一直没有特别准确有效的测量方法。为更精确的计算运行状态下的载荷分配，辅助判断轴系运行状态，必须考虑到柔性基础本身的变形量以及轴承油膜的厚度，其关键技术就是柔性支撑、运行状态下载荷分配影响系数曲线的确定。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种柔性支撑汽轮发电机组运行状态下载荷分配实时计算方法，为使用柔性基础的汽轮发电机组轴系运行状态监测提供数据支持。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种柔性支撑汽轮发电机组运行状态下载荷分配实时计算方法，包括以下步骤；

1)使用有限元法建立轴系及轴承模型，使用轴承原始标高计算刚性支撑静载荷分配，在此基础上考虑弹簧弹性及油膜厚度影响，迭代计算得到柔性基础汽轮发电机组运行状态下的载荷分配；

2)计算得到运行状态下柔性支撑载荷分配与刚性支撑静载荷分配的影响系数关系曲线；

3)按照曲线可在实际运行时实时计算得到当前转速下的轴系载荷分配。

所述步骤1)具体步骤如下：

1)按照转子质量和抗弯刚度不变的等效原则，按有限元法将大型汽轮发电机组简化为集总质量模型，确定各轴承处原始标高h_i⁽⁰⁾，使用有限元法根据轴段的力平衡和变形关系得到刚性基础静止状态下的各轴承载荷分配W_i⁽⁰⁾(i是轴承编号)；

2)按照W_i⁽⁰⁾的静载荷分配计算各轴承处垂直方向油膜厚度与转子转速关系曲线，确定不同转速下第i个轴承处垂直方向油膜厚度(r)(i是轴承编号，r是转速，其取值从垂直方向油膜厚度与转子转速关系曲线图中读取)；

3)根据W_i⁽⁰⁾及相应轴承处支撑刚度k_i的大小确定第i个轴承处弹簧伸缩量l_i⁽¹⁾，使得：

4)使用计算得到的h_i⁽¹⁾(r)代替h_i⁽⁰⁾后重复步骤1)，得到新的载荷分配W_i⁽¹⁾(r)；