文档介绍：摘要
汽轮发电机组是我国装备制造业的重大设备,在电力行业发挥着及其重要的作用,它能否正常运行直接关系到国家的经济效益及社会效益。汽轮机作为发电机组中的动力源头,其安全性、稳定性直接影响到整个汽轮发电机组的寿命,减少汽轮发电机组的故障、提高其可靠性是保证电力系统安全运行的前提。汽轮机转子是整个系统中的核心部分,振动是在发生故障时最为普遍的现象。因此,研究汽轮机转子在故障状态下的振动特性,达到为故障诊断提供基础数据的目的,对于延长汽轮机的寿命,并保证其安全可靠地运行具有重要意义。本文中多体动力学为理论基础,从研究转子过临界转速下的振动特性出发,分析了转子不平衡和碰磨故障状态下的响应规律。采用一种变负载的方式来减弱汽轮机转子在过临界状态下的振动剧烈程度。为了模拟不平衡故障状态下的转子的响应,通过添加不平衡质量块的方式建立了相应的故障状态下的虚拟样机模型。为了模拟碰磨故障状态下的转子响应,通过给转子轴颈处施加三角形脉冲力来建立故障状态下的虚拟样机模型、基于转子碰磨理论,研究了转子在该状态下的轴心轨迹呈椭圆形的变化规律,并对碰磨状态下的转轴和轴承的振动响应进行了分析。最后,做实验利用小波变换实现信号的分析来分析汽轮机转子故障特性研究,用小波包技术分解压差波动的信号。傅立叶变换在突变信号中的局限性及小波变换在突变信号分析中的应用,利用转子不对中小波多分辨率分解,用图来说明其内容。根据预测的实验结果,及时的对汽轮机转子运行过程中遇到的情况进行调节,以保证电厂汽轮机正常运行。
关键词: 不平衡故障,碰磨故障,小波包技术,距离评估
目录
摘要 I
第1章绪论 1
研究目的及意义 1
研究现状 1
汽轮机转子的特性研究 1
2
专家系统开发工具的研究 2
3
3
本文研究的主要内容 3
第2章汽轮机转子故障特征的选择方法 4
4
碰磨振动信号特征分析 5
碰磨故障状态下汽轮机转子响应分析 5
汽轮机转子碰磨故障状态下轴心轨迹 5
碰磨振动时域特征 6
碰磨振动频域特征 7
汽轮机转子系统自然振动故障分析 7
本章小结 8
第3章实验系统与实验方法 9
实验台简介 9
汽轮机转子故障模拟 10
转子质量不平衡 10
转子不对中 11
转子径向摩擦 11
转子轴承故障 11
油膜涡动 12
耦合故障 12
本章小结 13
第4章故障特征提取及选择 14
利用小波变换实现信号的分析 14
经验模式分解(EMD) 14
小波包技术 15
小波变换提取故障的方法和步骤: 16
转子不对中小波多分辨率分解 17
利用小波包实现信号的分析 18
转子不对中小波包分解分析 18
特征提取过程 18
数据处理与结论 19
距离评估 20
本章小结 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
第1章绪论
研究目的及意义
通过本课题的学习与研究,在掌握所学知识的基础之上,进一步了解汽轮机转子故障特性研究的相关知识,便于和将来工作中可能遇到的汽轮机转子相关问题得到有效的结合。汽轮机是火电厂的核心设备之一。在长期连续高速旋转过程中, 汽轮机转子在某些情况下可能出现故障,而汽轮机故障程度不同将引起机组振动。异常振动对安全生产构成了重大隐患,并已经造成了一些严重的设备事故。如1988 年我国秦岭发电厂200 MW 汽轮发电机组的严重断轴毁机事故,就造成了巨大的经济损失。由此可见,汽轮机转子在线故障诊断是关系到发电厂安全运行的重要课题之一。汽轮机是动力系统中的关键设备,汽轮机在运行过程中的稳定与否关系到发电过程的稳定与电厂的安全。转子是汽轮机中非常关键的组成部件,转子故障占汽轮机故障很大的部分,如何保障汽轮机转子运转稳定,是电力领域研究的重要课题。通过本课题设计,使我们对汽轮机转子的故障诊断方法有比较全面的认识和了解,通过采集转子的振动信号,利用时频分析、小波分析等方法提取不同状态的特征并进行特征选择。通过毕业设计,提我们生的计算机应用能力、数据的分析处理能力和我们的综合学习能力,为学我们更好地适应工作岗位奠定基础。本课题是在校期间的最后一次,也是最重要的一次学习及实践经历,对于巩固在校期间所学的知识、并将这些知识综合运用