【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及汽輪發電機基座控制，特別涉及一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構及其控制方法。
技術介紹
1、在火力發電站中，汽輪發電機基座作為動力設備基礎，其優良的動力性能是保障機組平穩運行的重要條件。目前的鋼筋混凝土框架基座結構設計中，因為控制振動原因常常采用很大的梁柱斷面。很高的框架梁，使得基座中間層空間緊張，工藝管道布置困難；鋼筋混凝土框架梁柱截面巨大，鋼筋混凝土工程量很大，成本高，施工復雜；基座的動力特性復雜且振動控制要求高，一旦實際工程中振動不滿足要求，基座的改造困難；基座在機組啟動階段通過共振頻率時容易發生過大振動，影響著設備的平穩安全；機組在長期運行后，隨著機組的磨損，轉子偏心的增大，基座的振動不斷增加，有可能超過控制限值要求；機組運行突發事故工況時，巨大的不平衡擾力將引起基座強烈的振動，可能損壞機組設備；改造更換機組設備后，基座的動力性能常常不能適應新的機組設備，需要重新進行動力設計和施工改造，技術難度大，周期長，改造費用高。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，針對上述不足之處提供一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構及其控制方法，通過汽輪發電機基座結構和智能振動控制系統，實現了一種質量分布可調控的汽輪機、發電機和管道支撐結構，實現了汽輪發電機基座結構能夠隨著不同的機組運行工況調整自身動力性能，減小基座振動，實現了基座振動的智能化控制，保障了機組運行的平穩安全，大大增強了基座對機組不同工況的適應性，擴大了基座的使用范圍，減小了基座的改造維護成本。
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3、一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，至少包括但不限于沿汽輪發電機機組縱軸向依次設置的高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、低壓缸a支撐結構、低壓缸b支撐結構和發電機支撐結構；在所述高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、低壓缸a支撐結構、低壓缸b支撐結構和發電機支撐結構底部均設置有質量分布可調節的調節部，頂部均設置有用于監測的振動位移傳感器，所述振動位移傳感器和調節部均與智能振動控制系統連接；所述高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、發電機支撐結構下側位置設置有管道支撐結構。
4、基于上述一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，所述高壓缸支撐結構包括第一框架柱、第二框架柱、第一框架橫梁、第二框架橫梁和第一框架縱梁；兩根所述第一框架柱頂部橫向之間設置第一框架橫梁，在兩根所述第二框架柱頂部橫向之間設置第二框架橫梁，在兩根所述第一框架柱和兩根第二框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第一框架縱梁。
5、基于上述一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，所述中壓缸支撐結構包括第二框架柱、第三框架柱、第二框架橫梁、第三框架橫梁和第二框架縱梁；在兩根所述第三框架柱頂部橫向之間設置第三框架橫梁，在兩根所述第二框架柱和兩根第三框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第二框架縱梁。
6、基于上述一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，所述低壓缸a支撐結構包括第三框架柱、第四框架柱、第三框架橫梁、第四框架橫梁和第三框架縱梁；在兩根所述第四框架柱頂部橫向之間設置第四框架橫梁，在兩根所述第三框架柱和兩根第四框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第三框架縱梁。
7、基于上述一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，所述低壓缸b支撐結構包括第四框架柱、第五框架柱、第四框架橫梁、第五框架橫梁和第四框架縱梁；在兩根所述第五框架柱頂部橫向之間設置第五框架橫梁，在兩根所述第四框架柱和兩根第五框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第四框架縱梁。
8、基于上述一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，所述發電機支撐結構包括第五框架柱、第六框架柱、第五框架橫梁、第六框架橫梁和第五框架縱梁；在兩根所述第六框架柱頂部橫向之間設置第六框架橫梁，在兩根第五框架柱和兩根第六框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第五框架縱梁。
9、基于上述一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，根據汽輪機和發電機軸承座位置，所述振動位移傳感器設置在第一框架橫梁、第二框架橫梁、第三框架橫梁、第四框架橫梁、第五框架橫梁、第六框架橫梁的頂部軸承座位置。
10、基于上述一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，所述調節部包括設置在第一框架橫梁、第二框架橫梁、第三框架橫梁、第四框架橫梁、第五框架橫梁、第六框架橫梁的底部設h型鋼梁，在h型鋼梁上翼緣設置左右兩智能滑軌，在所述智能滑軌下吊掛質量塊，所述智能滑軌與智能振動控制系統連接，在智能振動控制系統的控制下，智能滑軌能夠沿著h型鋼梁的長度方向進行移動。
11、本方案還公開一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構的控制方法，其包括以下步驟：
12、步驟一，根據汽輪機和發電機第i個軸承座位置處轉子質量mi計算獲得作用在基座上的振動荷載fi，根據基座有限元模型穩態分析獲得第i個軸承座位置的計算振幅uci，新建基座設計使得計算振幅uci小于計算限值，基座能夠平穩運行：
13、步驟二，根據框架橫梁根數和質量塊大小，構建質量塊分布矩陣；質量塊分布矩陣列分別表示第一至第六框架橫梁，質量塊分布矩陣行表示為質量塊分布狀態，矩陣值為1表示質量塊在此單元格位置，矩陣值為0表示質量塊不在此單元格位置，矩陣行數由質量塊大小和可移動范圍劃分的單元格決定，每根框架橫梁劃分7分單元格的質量塊分布矩陣；
14、步驟三，智能振動控制系統實時判斷各框架橫梁頂部的振動位移傳感器采集的振動實測振幅是否超過實測限值；如超過實測限值，則進行如下兩項調整：(1)模擬調整實測振幅超限處框架橫梁的質量塊分布矩陣，質量塊的分布由兩邊往列的中間行移動，每次可將最外側質量塊往中間移動一個單元格；(2)將振動荷載fi按實測振幅放大為fi×(umi/uci)，其中umi為第i個軸承座位置的實測振幅；
15、步驟四，按照生成的模擬調整質量塊分布矩陣和放大后的振動荷載，根據基座有限元模型穩態分析獲得計算振幅是否滿足計算限值要求；如不滿足則回到步驟三，進一步模擬調整質量塊分布矩陣，重新計算振幅，直至滿足計算限值要求；如所有模擬調整質量塊分布矩陣計算振幅均不能滿足計算限值要求，則智能振動控制系統提示增加質量塊或更換更重質量塊；
16、步驟五，當模擬調整質量塊分布矩陣計算振幅滿足計算限值要求后，智能振動控制系統調控智能滑軌按照模擬調整質量塊分布矩陣調整質量塊位置；智能振動控制系統根據振動位移傳感器實時采集的數據，判斷振動實測振幅是否滿足實測限值要求；如不滿足則回到智能控制步驟三，進一步模擬調整質量塊分布矩陣，直至將振動實測振幅控制在實測限值以下，機組正常平穩運行；如所有模擬調整質量塊分布矩陣實測振幅均不能滿足實測限值要求，則智能振動控制系統提示增加質量塊或更換更重質量塊。
17、在步驟一中，
18、式中：fi為基座振動荷載(n)；mi為作用在基座上第i個軸承座位置處轉子質量(kg)；g為衡量轉子平衡品質等級的參數(m/s)；ω0為機組額定運轉速度時的角速度(rad/s)；ω為計算振動荷載轉速時的角速度本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：至少包括但不限于沿汽輪發電機機組縱軸向依次設置的高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、低壓缸A支撐結構、低壓缸B支撐結構和發電機支撐結構；在所述高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、低壓缸A支撐結構、低壓缸B支撐結構和發電機支撐結構底部均設置有質量分布可調節的調節部，頂部均設置有用于監測的振動位移傳感器，所述振動位移傳感器和調節部均與智能振動控制系統連接；所述高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、發電機支撐結構下側位置設置有管道支撐結構。
2.如權利要求1所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述高壓缸支撐結構包括第一框架柱、第二框架柱、第一框架橫梁、第二框架橫梁和第一框架縱梁；兩根所述第一框架柱頂部橫向之間設置第一框架橫梁，在兩根所述第二框架柱頂部橫向之間設置第二框架橫梁，在兩根所述第一框架柱和兩根第二框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第一框架縱梁。
3.如權利要求2所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述中壓缸支撐結構包括第二框架柱、第三框架柱、第二框架橫梁、第三框架橫梁和第二框架縱
4.如權利要求3所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述低壓缸A支撐結構包括第三框架柱、第四框架柱、第三框架橫梁、第四框架橫梁和第三框架縱梁；在兩根所述第四框架柱頂部橫向之間設置第四框架橫梁，在兩根所述第三框架柱和兩根第四框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第三框架縱梁。
5.如權利要求4所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述低壓缸B支撐結構包括第四框架柱、第五框架柱、第四框架橫梁、第五框架橫梁和第四框架縱梁；在兩根所述第五框架柱頂部橫向之間設置第五框架橫梁，在兩根所述第四框架柱和兩根第五框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第四框架縱梁。
6.如權利要求5所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述發電機支撐結構包括第五框架柱、第六框架柱、第五框架橫梁、第六框架橫梁和第五框架縱梁；在兩根所述第六框架柱頂部橫向之間設置第六框架橫梁，在兩根第五框架柱和兩根第六框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第五框架縱梁。
7.如權利要求6所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：根據汽輪機和發電機軸承座位置，所述振動位移傳感器設置在第一框架橫梁、第二框架橫梁、第三框架橫梁、第四框架橫梁、第五框架橫梁、第六框架橫梁的頂部軸承座位置。
8.如權利要求7所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述調節部包括設置在第一框架橫梁、第二框架橫梁、第三框架橫梁、第四框架橫梁、第五框架橫梁、第六框架橫梁的底部設H型鋼梁，在H型鋼梁上翼緣設置左右兩智能滑軌，在所述智能滑軌下吊掛質量塊，所述智能滑軌與智能振動控制系統連接，在智能振動控制系統的控制下，智能滑軌能夠沿著H型鋼梁的長度方向進行移動。
9.一種基于權利要求1～8任一所述智能振動控制的汽輪發電機基座結構的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：
10.如權利要求9所述的控制方法，其特征在于：在步驟一中，式中：Fi為基座振動荷載；mi為作用在基座上第i個軸承座位置處轉子質量；G為衡量轉子平衡品質等級的參數；ω0為機組額定運轉速度時的角速度；ω為計算振動荷載轉速時的角速度。
...【技術特征摘要】
1.一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：至少包括但不限于沿汽輪發電機機組縱軸向依次設置的高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、低壓缸a支撐結構、低壓缸b支撐結構和發電機支撐結構；在所述高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、低壓缸a支撐結構、低壓缸b支撐結構和發電機支撐結構底部均設置有質量分布可調節的調節部，頂部均設置有用于監測的振動位移傳感器，所述振動位移傳感器和調節部均與智能振動控制系統連接；所述高壓缸支撐結構、中壓缸支撐結構、發電機支撐結構下側位置設置有管道支撐結構。
2.如權利要求1所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述高壓缸支撐結構包括第一框架柱、第二框架柱、第一框架橫梁、第二框架橫梁和第一框架縱梁；兩根所述第一框架柱頂部橫向之間設置第一框架橫梁，在兩根所述第二框架柱頂部橫向之間設置第二框架橫梁，在兩根所述第一框架柱和兩根第二框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第一框架縱梁。
3.如權利要求2所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述中壓缸支撐結構包括第二框架柱、第三框架柱、第二框架橫梁、第三框架橫梁和第二框架縱梁；在兩根所述第三框架柱頂部橫向之間設置第三框架橫梁，在兩根所述第二框架柱和兩根第三框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第二框架縱梁。
4.如權利要求3所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其特征在于：所述低壓缸a支撐結構包括第三框架柱、第四框架柱、第三框架橫梁、第四框架橫梁和第三框架縱梁；在兩根所述第四框架柱頂部橫向之間設置第四框架橫梁，在兩根所述第三框架柱和兩根第四框架柱頂部縱向之間分別設置兩根第三框架縱梁。
5.如權利要求4所述的一種智能振動控制的汽輪發電機基座結構，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉森林，周光炳，姜云甫，蒲濤，陳衛國，
申請(專利權)人：中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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