一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)的制作方法

本實用新型涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，特別涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)僅有豎直方向的彈簧起到隔震的作用，而彈簧隔震基礎(chǔ)與主廠房運轉(zhuǎn)層平臺在地震或其他水平荷載作用下，基礎(chǔ)臺板與運轉(zhuǎn)層平臺易發(fā)生碰撞。地震作用下，傳統(tǒng)彈簧隔震汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)耗能能力較弱，傳導(dǎo)到汽輪發(fā)電機(jī)上的地震力較大，而汽輪發(fā)電機(jī)所能承受的地震力有限，在高烈度地震區(qū)，在地震作用下彈簧隔震汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)易產(chǎn)生較大加速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ),以解決目前彈簧隔震汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)耗能能力較弱的問題。

在本實用新型中，本實用新型提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，包括；汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板、主廠房運轉(zhuǎn)層平臺、汽輪機(jī)組和汽機(jī)基座減振阻尼器；

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板上設(shè)有所述汽輪機(jī)組；

所述汽輪機(jī)組包括多個氣缸；

所述氣缸沿所述汽輪機(jī)組的主軸排列，并且設(shè)有多個軸承座；以及

以所述軸承座為中心，以所述汽輪機(jī)組的主軸為對稱軸，在所述對稱軸的兩側(cè)對稱布置有所述汽機(jī)基座減振阻尼器。

在另一優(yōu)選例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板和主廠房運轉(zhuǎn)層平臺之間，并且所述汽機(jī)基座減振阻尼器為水平減振阻尼器。

在另一優(yōu)選例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述軸承座所在的直線上。

在另一優(yōu)選例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述軸承座所在直線的兩側(cè)。

在另一優(yōu)選例中，位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器的數(shù)量相同。

在另一優(yōu)選例中，位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器之間設(shè)有空隙。

在另一優(yōu)選例中，所述隔震基礎(chǔ)還包括防震阻尼器；

所述防震阻尼器位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板和主廠房運轉(zhuǎn)層平臺之間；以及

所述防震阻尼器的振動方向垂直于所述汽機(jī)基座減振阻尼器的振動方向。

在另一優(yōu)選例中，所述隔震基礎(chǔ)還包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架；以及

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板下方，并連接于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板。

在另一優(yōu)選例中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架與所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板之間設(shè)有隔震彈簧。

在另一優(yōu)選例中，所述軸承座的數(shù)量為6-15，所述軸承座之間的距離為1-10m。

應(yīng)理解，在本實用新型范圍內(nèi)中，本實用新型的上述各技術(shù)特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一贅述。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例中的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)的俯視圖。

圖2為本實用新型一實施例中的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)的剖視圖。

具體實施方式

本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，首次開發(fā)了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，在汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板與主廠房運轉(zhuǎn)層平臺結(jié)構(gòu)間設(shè)置水平向阻尼器，可減小水平荷載作用下汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板與主廠房樓板間的相對位移，在此基礎(chǔ)上，完成了本實用新型。

隔震基礎(chǔ)

本實用新型提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，包括；汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板、主廠房運轉(zhuǎn)層平臺、汽輪機(jī)組和汽機(jī)基座減振阻尼器。

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板上設(shè)有所述汽輪機(jī)組；所述汽輪機(jī)組包括多個氣缸；所述氣缸沿所述汽輪機(jī)組的主軸排列，并且設(shè)有多個軸承座；以及以所述軸承座為中心，以所述汽輪機(jī)組的主軸為對稱軸，在所述對稱軸的兩側(cè)對稱布置有所述汽機(jī)基座減振阻尼器。

所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板和主廠房運轉(zhuǎn)層平臺之間，并且所述汽機(jī)基座減振阻尼器為水平減振阻尼器，該阻尼器種類可不限制，可采用粘滯阻尼器或摩擦阻尼器。阻尼器一端與汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板縱橫梁連接，另一端與主廠房運轉(zhuǎn)層平臺框架梁或柱連接，連接方式為在基礎(chǔ)臺板與主廠房框架梁上預(yù)埋埋件，阻尼器與埋件焊接連接，當(dāng)主廠房框架為鋼結(jié)構(gòu)時，可直接與主廠房框架鋼結(jié)構(gòu)焊接。

阻尼器布置方法

大型汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡力引起轉(zhuǎn)子軸承及軸承座振動，若振動過大，會引起汽輪發(fā)電機(jī)停機(jī)，嚴(yán)重影響火電或核電廠房的運行。通過采用帶水平向阻尼器的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔振基礎(chǔ)，可通過阻尼器耗散汽輪機(jī)組振動的能量，進(jìn)而減小轉(zhuǎn)子軸承座振動，使電廠長期安全穩(wěn)定運行。

汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動可模擬為諧振力作用在基礎(chǔ)上，通過建立動力平衡方程，結(jié)構(gòu)位移解可分為穩(wěn)態(tài)部分和瞬態(tài)部分。

具有粘滯阻尼的汽輪機(jī)組基礎(chǔ)在諧振力作用下的振動微分方程為：

式中：

u----為設(shè)備支承點位移，即軸承座處位移；

m----為質(zhì)量，包括基礎(chǔ)臺板及支承在臺板上的設(shè)備和管道重；

c----為粘滯阻尼系數(shù)；

k----為水平向剛度，即彈簧隔振汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板底部彈簧水平向總剛度；

p0----為激振力，根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)平衡質(zhì)量等級確定；

ω----為激振力頻率，即汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動頻率。

其穩(wěn)態(tài)解為：

式中：

ω_n----為基座固有頻率；

ξ----為阻尼比，

通過在運轉(zhuǎn)層平臺及汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板間設(shè)置阻尼器增大結(jié)構(gòu)阻尼比，以減小穩(wěn)態(tài)荷載作用下的結(jié)構(gòu)振動位移。

阻尼器通過相對位移提供阻尼，汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)在設(shè)備轉(zhuǎn)子振動荷載通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等級施加。

擾力幅值如下式所示：

P_oi＝M_giGΩ²/ω

式中：

P_oi－動擾力；

M_gi－為作用在基礎(chǔ)第i點(擾力點)的機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量；

ω－機(jī)器的工作轉(zhuǎn)速；

Ω－強(qiáng)迫振動分析時的激振轉(zhuǎn)速；

G－平衡質(zhì)量等級，平衡質(zhì)量等級由廠家提供，可根據(jù)轉(zhuǎn)子出廠動平衡等級降低一級采用mm/s。

擾力大小與機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，故布置水平向阻尼器時，阻尼器設(shè)置應(yīng)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，以使機(jī)器轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的相對位移均勻，避免因阻尼器設(shè)置不合理導(dǎo)致臺板扭轉(zhuǎn)變形。

以粘滯阻尼器為例，粘滯阻尼器產(chǎn)生的阻尼力可由以下公式計算：

F＝cv^α

式中：

F---阻尼力；

c---阻尼系數(shù)；

v---粘滯阻尼器兩端相對速度；

α---速度指數(shù)。

設(shè)置阻尼器時可將汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的動擾力值與粘滯阻尼器的阻尼力進(jìn)行比較計算，在各個軸承處計算得擾力值使其與相應(yīng)位置處的阻尼力相等，計算得相應(yīng)位置處需布置的阻尼器個數(shù)，如下式所示。

P_oi＝nF_i

式中：

n----為各轉(zhuǎn)子軸承位置兩邊設(shè)置的阻尼器個數(shù)。

其他類型的阻尼器也可通過阻尼力與動擾力相等的方法計算布置阻尼器。

本實用新型的主要優(yōu)點包括：

(a)在汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板與主廠房運轉(zhuǎn)層平臺結(jié)構(gòu)間設(shè)置水平向阻尼器，可減小汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板振動，減小基座及汽輪發(fā)電機(jī)振動，耗散能量，臺板上的精密儀器的抗震性能提高，可減小設(shè)備截面尺寸，在地震工況下可減小臺板上汽輪發(fā)電機(jī)的損壞，以致地震后可繼續(xù)安全穩(wěn)定運行，為社會提供應(yīng)急電力，為社會用電提供有力保障。

(b)減少設(shè)備振動，保證電廠安全穩(wěn)定運行。

(c)帶動阻尼器生產(chǎn)，幫助提高汽輪發(fā)電機(jī)運行效率，減少維修及保養(yǎng)。

下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)是重量百分比和重量份數(shù)。

需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，包括；汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板1、主廠房運轉(zhuǎn)層平臺2、汽輪機(jī)組和汽機(jī)基座減振阻尼器3。

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板1上設(shè)有所述汽輪機(jī)組；所述汽輪機(jī)組包括多個氣缸；所述氣缸沿所述汽輪機(jī)組的主軸排列，并且設(shè)有多個軸承座；以所述軸承座為中心，以所述汽輪機(jī)組的主軸為對稱軸，在所述對稱軸的兩側(cè)對稱布置有所述汽機(jī)基座減振阻尼器3。

本實施例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器3位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板1和主廠房運轉(zhuǎn)層平臺2之間，并且所述汽機(jī)基座減振阻尼器3為水平減振阻尼器3，所述汽機(jī)基座減振阻尼器3位于所述軸承座所在的直線上。

本實施例中，所述隔震基礎(chǔ)還包括防震阻尼器4；所述防震阻尼器4位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板1和主廠房運轉(zhuǎn)層平臺2之間；所述防震阻尼器4的振動方向垂直于所述汽機(jī)基座減振阻尼器3的振動方向。

所述隔震基礎(chǔ)還包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架5；所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架5位于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板1下方，并連接于所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板1。

所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)下部框架5與所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板1之間設(shè)有隔震彈簧6。

本實施例中，該汽機(jī)基座減振阻尼器采用粘滯阻尼器，汽輪機(jī)組基礎(chǔ)在諧振力作用下的振動微分方程為：

式中：

u----為設(shè)備支承點位移，即軸承座處位移；

m----為質(zhì)量，包括基礎(chǔ)臺板及支承在臺板上的設(shè)備和管道重；

c----為粘滯阻尼系數(shù)；

k----為水平向剛度，即彈簧隔振汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板底部彈簧水平向總剛度；

p0----為激振力，根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)平衡質(zhì)量等級確定；

ω----為激振力頻率，即汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動頻率。

其穩(wěn)態(tài)解為：

式中：

ω_n----為基座固有頻率；

ξ----為阻尼比，

通過在運轉(zhuǎn)層平臺及汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺板間設(shè)置阻尼器增大結(jié)構(gòu)阻尼比，以減小穩(wěn)態(tài)荷載作用下的結(jié)構(gòu)振動位移。

阻尼器通過相對位移提供阻尼，汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)在設(shè)備轉(zhuǎn)子振動荷載通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等級施加。

擾力幅值如下式所示：

P_oi＝M_giGΩ²/ω

式中：

P_oi－動擾力；

M_gi－為作用在基礎(chǔ)第i點(擾力點)的機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量；

ω－機(jī)器的工作轉(zhuǎn)速；

Ω－強(qiáng)迫振動分析時的激振轉(zhuǎn)速；

G－平衡質(zhì)量等級，平衡質(zhì)量等級由廠家提供，可根據(jù)轉(zhuǎn)子出廠動平衡等級降低一級采用mm/s。

擾力大小與機(jī)器轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，故布置水平向阻尼器時，阻尼器設(shè)置應(yīng)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量成正比，以使機(jī)器轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的相對位移均勻，避免因阻尼器設(shè)置不合理導(dǎo)致臺板扭轉(zhuǎn)變形。

以粘滯阻尼器為例，粘滯阻尼器產(chǎn)生的阻尼力可由以下公式計算：

F＝cv^α

式中：

F---阻尼力；

c---阻尼系數(shù)；

v---粘滯阻尼器兩端相對速度；

α---速度指數(shù)。

設(shè)置阻尼器時可將汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的動擾力值與粘滯阻尼器的阻尼力進(jìn)行比較計算，在各個軸承處計算得擾力值使其與相應(yīng)位置處的阻尼力相等，計算得相應(yīng)位置處需布置的阻尼器個數(shù)，如下式所示。

P_oi＝nF_i

式中：

n----為各轉(zhuǎn)子軸承位置兩邊設(shè)置的阻尼器個數(shù)。

相關(guān)技術(shù)人員通過上述的隔震基礎(chǔ)和阻尼器布置方法布置相應(yīng)的汽機(jī)基座減振阻尼器和防震阻尼器，通過計算得到該隔震基礎(chǔ)的減振效果如下：

汽輪機(jī)基座各軸承座在汽輪發(fā)電機(jī)動擾力作用下橫向振動線位移較無水平阻尼器降低20％-30％。

對比例1

對比例1提供了和實施例1相似的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，不同點在于：對比例1中的汽機(jī)基座減振阻尼器設(shè)置在以汽輪機(jī)組的主軸為對稱軸且在相鄰兩個軸承座之間的兩側(cè)。

相關(guān)技術(shù)人員通過上述的隔震基礎(chǔ)和阻尼器布置方法布置相應(yīng)的汽機(jī)基座減振阻尼器和防震阻尼器，通過計算得到該隔震基礎(chǔ)的減振效果如下：

汽輪機(jī)基座各軸承座在汽輪發(fā)電機(jī)動擾力作用下橫向振動線位移較無水平阻尼器降低5％-10％。

通過比較實施例1和對比例1可以得到：采用實施例1的隔震基礎(chǔ)成本更少，減振效果提高了10％-25％，減振效果更好。

實施例2

本實施例提供了一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔震基礎(chǔ)，本實施例中的隔震基礎(chǔ)類似于實施例1中的隔震基礎(chǔ)，不同之處在于：

本實施例中，所述汽機(jī)基座減振阻尼器位于所述軸承座所在直線的兩側(cè)，位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器的數(shù)量相同，且位于所述直線兩側(cè)的所述汽機(jī)基座減振阻尼器之間設(shè)有空隙；

所述軸承座的數(shù)量為10，所述軸承座之間的距離為5m。

在本實用新型提及的所有文獻(xiàn)都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。