闭环可控吸气减振系统设计与实验研究
汽流激振是机械工程领域研究的重点问题，是影响大型旋转机械机组安全运行主要因素之一，国内外常有汽轮机、离心压缩机等机组发生汽流激振故障的报道。通过多年研究，人们对汽流激振问题已经有了较为深刻的认识，但仍有许多问题有待解决。要解决汽流激振问题必须从其产生机理出发，进而找出有效的解决方法。本文提出闭环可控吸气减振技术，它能实时检测机组的振动情况，当机组振动大于门槛值时能自动吸气减振，对解决汽流激振问题有很大帮助。论文主要包括以下内容：
首先，汽流激振产生机理的研究。梳齿密封是当前应用最广泛的密封形式，其简单的结构也是诱发机组汽流激振主要因素之一。机组汽流激振力主要来自于叶顶间隙激振力，汽封汽流激振力及作用在转子上的静态蒸汽力。本文分析了汽流激振力的计算模型和计算公式即Alford力公式，详细介绍了其修正公式，给出了解决汽流激振的两种方法，即阻尼密封法和反旋流法，并总结了其各自的不足之处。
其次，提出吸气减振技术并设计了闭环吸气减振控制系统。闭环吸气减振系统中，用单片机实现对减振系统的闭环控制，当振动超过门槛值时，系统会开启真空泵降低振动。减振过程系统自动完成，不需人为操作，提升了机组运行的安全性能。并且吸气减振不会产生类似于喷气减振中因压力、流速等参数不合适而激起振动的问题。
最后，在自主建立的叶片振动实验台上完成对比实验，测试系统自动控制功能及其减振效果。汽流激振可以诱使转子和叶片振动，本文仅模拟减振系统应用于叶片减振的情况。实验过程中，系统能实时监测叶片的振动情况，当叶片振动超过预先设定的门槛值时，系统能自动地采取吸气减振措施，降低叶片振动。实验数据表明，当叶顶是光滑密封时，减振系统能使叶片振动减少16%；当叶顶是蜂窝密封时，减振系统能使叶片振动减少15．3%。可见，系统能达到预期设计目的。
汽流激振;闭环控制;蜂窝密封;减振系统;机械工程;旋转机械机组;梳齿密封
北京化工大学
硕士
化工过程机械
何立东
2009
中文
TB535.1;TH136
77
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）