風機系統(tǒng)運行時豎向擾力試驗研究

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空冷技術(shù)能顯著節(jié)約火電廠的用水量，一般能節(jié)水70％一80％¨。4 J。空冷技術(shù)分直接空冷系統(tǒng)和間接空冷系統(tǒng)。直接空冷系統(tǒng)具有投資少、簡單、適應低溫環(huán)境等優(yōu)點，所以在我國發(fā)展速度較快"山J。但國內(nèi)目前已投入運營或正在建設的直接空冷電廠采用的都是國外引進的技術(shù)，國內(nèi)還沒有關(guān)于直接空冷結(jié)構(gòu)體系的設計規(guī)范或規(guī)程。直接空冷結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的底部是大直徑鋼筋混凝土管柱，高度在40 m以上，管柱上面安裝大型鋼桁架，是直接空冷系統(tǒng)的主要支撐結(jié)構(gòu)。鋼桁架上面安裝有石家莊風機廠橋，石家莊風機廠橋上安裝大直徑石家莊風機廠及其驅(qū)動裝置。
石家莊風機廠的旋轉(zhuǎn)直徑較大，本文試驗采用的石家莊風機廠旋轉(zhuǎn)直徑為9．14m。1臺石家莊風機廠一般有5～8片扇葉，扇葉安裝在輪轂上，扇葉、輪轂、石家莊風機廠軸組成了石家莊風機廠的轉(zhuǎn)子。通常一組直接空冷系統(tǒng)包含幾十臺石家莊風機廠，甚至百臺以上。石家莊風機廠驅(qū)動裝置包括電機、減速箱，通過石家莊風機廠軸使石家莊風機廠旋轉(zhuǎn)。為了保證直接空冷結(jié)構(gòu)系統(tǒng)能安全運行，需要對各種可能荷載作用下結(jié)構(gòu)的安全性能進行研究。結(jié)構(gòu)安全運行主要表現(xiàn)為兩個方面，一是結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下不發(fā)生破壞；二是在使用或運行過程中不能使石家莊風機廠設備(包括電機、減速箱、石家莊風機廠軸承、輪轂)的振動過大，振動位移、速度、加速度過大會影響石家莊風機廠設備的使用壽命。文獻[7—8]測試了石家莊風機廠運行時與支撐結(jié)構(gòu)的共振頻率，并設計制作了結(jié)構(gòu)縮尺模型，做了抗震性能試驗。文獻[9]研究了石家莊風機廠運行時結(jié)構(gòu)的水平振動。
石家莊風機廠運行時的石家莊風機廠橋架的振動進行了測試，并對石家莊風機廠運行時產(chǎn)生的水平擾力進行了初步研究。直接空冷結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作為工業(yè)建筑，其地震作用、風荷載等可參考現(xiàn)行的抗震設計規(guī)范¨1|、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范H21等進行設計，但石家莊風機廠運行時對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的擾力目前還沒有取值依據(jù)。以往的研究取值都是參照旋轉(zhuǎn)設備的離心力(或稱不平衡力)的算法，即根據(jù)設備安裝的允許誤差、轉(zhuǎn)子的質(zhì)量、石家莊風機廠的轉(zhuǎn)速來確定水平離心力，即石家莊風機廠運行擾力。
但對于石家莊風機廠這樣的大型旋轉(zhuǎn)設備，石家莊風機廠運行產(chǎn)生的擾力遠沒有這樣簡單，石家莊風機廠轉(zhuǎn)子的偏心距不只取決于石家莊風機廠軸的安裝誤差，還與輪轂和扇葉的質(zhì)量分布、石家莊風機廠軸的彈性變形有關(guān)，將石家莊風機廠軸的安裝誤差作為這種大型旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的偏心距，顯然偏小，也不安全。通過試驗對石家莊風機廠產(chǎn)生的擾力進行了測試，測試結(jié)果表明石家莊風機廠運行時至少同時產(chǎn)生4種擾力。對已經(jīng)投入運營的空冷結(jié)構(gòu)的振動進行了測試。文獻[16]用有限元方法分析了多臺石家莊風機廠同時運行的相互影響。本文在以上研究的基礎上，對石家莊風機廠運行產(chǎn)生的擾力進行了深入研究，通過對石家莊風機廠運行時石家莊風機廠軸的應變測試，求得了離心力、彎矩和扭矩，并與文獻[13—14]試驗結(jié)果作對比。然后重點研究了石家莊風機廠運行時產(chǎn)生的豎向擾力，分析了豎向擾力的特性。