Моделирование и анализ собственных колебаний системы ТФО с турбиной 500 МВт

Анотація

Проведено аналіз власних коливань системи турбоагрегат-фундамент-основа. Система включає до себе залізобетонний фундамент, парову турбіну потужністю 500 МВт з п’яти корпусів , генератор та чотири конденсатори. Для дослідження обрана система з паровою турбіною, що містить кілька типових корпусів. Актуальність проведеного дослідження зумовлена наявністю у системах турбоагрегат-фундамент-основа з великим часом експлуатації та зі значним відпрацюванням базового ресурсу підвищених рівнів вібрації. З іншої сторони актуальність та новизна результатів пов’язана з відсутністю попередніх досліджень з наведеного об’єкту та предмету досліджень. Розглядається система з паровою турбіною, що має чотири типових однакових гнучких корпуса та один жорсткий корпус великої ваги. Було розглянуто власні коливання системи турбоагрегат-фундамент-основа у частотному діапазоні наближеному до частоти коливань електромагнітної природи від генератора. Об'єктом дослідження є система турбоагрегат-фундамент-основа. Для моделювання та проведення чисельних розрахункових досліджень використаний метод скінчених елементів. Побудовано геометричні та скінчено-елементні моделі системи турбоагрегат-фундамент-основа з урахуванням особливостей взаємодії гнучких корпусів турбіни з фундаментом. Моделювання фундаменту виконано за допомогою системи з стрижневих та масових скінчених елементів. Жорсткий корпус парової турбіни та генератор моделювались за допомогою системи масових скінчених елементів. Найбільш гнучкі корпуса парової турбіни моделювались за допомогою системи з оболонкових, стрижневих та масових скінчених елементів. Основа моделювалась за допомогою системи жорсткостей та граничних умов. Конденсатори моделювались за допомогою системи жорсткостей та граничних умов. Особливістю розрахункових моделей є докладне трьохвимірне моделювання гнучких корпусів парової турбіни. Застосована методика моделювання є унікальною та дозволяє проводити докладний аналіз з власних коливань всієї системи Проведено розрахунки власних коливань. Отримано власні частоти й форми коливань. Отримані результати дають якісну оцінку власних коливань окремих елементів розглянутої системи турбоагрегат-фундамент-основа та системи у цілому. Результати розрахунків було використано при дослідженні причин підвищеної вібрації системи турбоагрегат-фундамент-основа та її окремих елементів.