水電站廠房機墩動力特性分析

張秀紅

摘 要： 廠房機墩支撐著發(fā)電機運轉(zhuǎn)，是水電站必備的支撐構(gòu)架。機墩表現(xiàn)出來的動力特性關(guān)乎總體范圍內(nèi)的水電站運轉(zhuǎn)，不可忽視這類機墩的動力性。解析動力特性先要選定用作探析的模型，相比可得多樣狀態(tài)下的動彈性模量、邊界條件及動力阻尼比。從綜合視角看，要妥善消除機墩本體潛在的共振，維持穩(wěn)定的水電站運轉(zhuǎn)。對于此，解析了水電站廠房機墩各類的動力特性；結(jié)合水電站實情，探析合適的調(diào)控方式。

關(guān)鍵詞：水電站 廠房機墩 動力特性

中圖分類號：TV312 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）07-0282-01

各類水電站設(shè)有水輪立式的發(fā)電裝置，運轉(zhuǎn)中的機組振動著機墩，由此帶來了較大范圍內(nèi)的振動。解析動力特性，要杜絕潛在狀態(tài)下的細微振動，維持持久的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。構(gòu)建的模型可用作解析及運算，采納了分析結(jié)構(gòu)必備的軟件。針對于機墩探析了常態(tài)的動力特性，相比來看獲取了更合適的安全防控方式。

一、構(gòu)建分析模型

水電站可設(shè)置水輪發(fā)電配備的立式機墩，機組外在振動可帶動機墩，頻繁波動的機墩動力也將影響到總體廠房安全。現(xiàn)存調(diào)研注重于設(shè)定的阻尼比及邊界條件、動彈性的模量，然而仍忽視了機墩細微的動力特性變更[1]。有必要保持機墩在各類型式下的運轉(zhuǎn)安全，從根本入手消解了潛在的機墩振蕩并且去除額外增添的廠房干擾。經(jīng)過綜合解析，歸納得出最合適的機墩側(cè)壁及機電樓板總體厚度，配備的蝸殼頂板也要相應(yīng)更厚。唯有綜合予以考慮，才能防控內(nèi)在的機墩振動。

構(gòu)建機墩模型，應(yīng)能綜合衡量并且兼顧廠房多樣的特性?，F(xiàn)存廠房多采納體積較大混凝土予以構(gòu)建機墩，配備模型時也不可忽視混凝土本體的屬性。采納了分析模型，衡量了動力特性關(guān)系到的截取模型邊界。模型要含有各部位的機墩、風罩及主體樓板。借助模態(tài)分析，固定了底側(cè)延伸出來的模型邊緣?？蛇x取C40規(guī)格的機墩混凝土材質(zhì)，設(shè)定于每平方毫米25000N的總體彈性模量、每立方米30kN的機墩自重，調(diào)控為0.2的泊松比。

二、機墩表現(xiàn)出來的動力特性

在校驗時測得：機墩并沒能吻合最優(yōu)的動力特性，亟待后續(xù)的改進。這是由于，機墩仍沒能消解內(nèi)側(cè)的共振?？蛇x的調(diào)整手段含有：變更樓板厚度、加厚蝸殼及側(cè)壁固有的厚度。應(yīng)當注重的是：機墩動力性含有共振及對應(yīng)的自振，二者都應(yīng)妥善維持最佳的平衡。詳細來看，強迫狀態(tài)下的機墩共振及本身自振要維持于30%適宜的比值，不應(yīng)超出太多。機墩的樓板被增厚時，橫豎雙向都測得了更小比值的共振系數(shù)，這時機墩將暴露于較危險的外在環(huán)境之中。共振系數(shù)及對應(yīng)的水平扭矩將快速變大，然而這類增幅卻并不很大。由此可見，若能增厚發(fā)動機本體配有的上側(cè)樓板，即可妥善消解外在的較大共振[2]。

選購的混凝土要符合預(yù)設(shè)的抗壓強度，滿足必備的機墩強度。最大范圍內(nèi)的應(yīng)力聚集于環(huán)面內(nèi)的機墩，在這個位置應(yīng)能配備額外的配筋。若要調(diào)整固有的機墩尺寸，應(yīng)能縮減縱橫軸向的位移，唯有如此機墩潛在的各類形變才會真正合乎動力特性。如果要加厚蝸殼本身真實的厚度，應(yīng)能加大校核得出的共振系數(shù)。共振系數(shù)從總體來看可分成橫向及豎直兩類，增大兩類的系數(shù)以此來消除共振。

三、歸納得出結(jié)論

解析得出的靜力狀態(tài)顯示：機墩可承載較小的上側(cè)總應(yīng)力，也符合了設(shè)定好的強度形變。針對于最大應(yīng)力，最適宜選定于內(nèi)側(cè)機墩配備的環(huán)形表面，這個位置還可增設(shè)必備的鋼筋以此來支撐。從共振角度看，若要消除各時段表現(xiàn)出來的機墩共振，最好減低原先的樓板總厚度，同時增添更厚的蝸殼頂板以及側(cè)壁。

截取可得精準的模型邊界，這種基礎(chǔ)上再去衡量全面范圍內(nèi)的機墩特性。采納了模態(tài)分析，依照廠房現(xiàn)存運轉(zhuǎn)的狀態(tài)設(shè)定了重選之后的模型邊界。相比得出結(jié)論：蝸殼頂板若設(shè)定得較厚，那么機墩將伴有較強自振，這樣更能把控機墩本體的平衡并且維持穩(wěn)定。若要消解動力特性的共振，可加厚原先布置好的蝸殼頂板?？蛇x用堅硬材質(zhì)當成必要的骨料，注重養(yǎng)護并且管控混凝土[3]。

后期在真正設(shè)計時，應(yīng)能綜合辨析全方位視角下的機墩布置，由此獲取最佳動力特性。針對廠房布置的各位置機墩，都應(yīng)妥善調(diào)控共振，杜絕共振附帶的更大干擾。未來的實踐中，仍有待深入辨析機墩在廠房總體架構(gòu)內(nèi)的動力屬性，采納有限元這類模型用作深化的解析。

結(jié)語

分析機墩表現(xiàn)出來的各階段動力性，搭配了微機模型用于詳盡的辨析。解析得出的數(shù)值密切關(guān)乎模態(tài)結(jié)果，真正分析時還不應(yīng)忽視廠房在各階段內(nèi)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。相比可得結(jié)論：若頂板蝸殼增添了本體的厚度，那么相伴也將提升動力振蕩的機墩頻率。這樣做，更能把控機墩運作中的安全。為了消解共振，可適量增添更厚的蝸殼頂板，施工要配備養(yǎng)護混凝土并選取骨料這類的堅硬原材。

參考文獻

[1]孫玉萍，姚新剛，陳劍等. 洮河峽城水電站廠房機墩結(jié)構(gòu)特性分析[J]. 水電能源科學，2012（06）：75-77+47.

[2]姚新剛，沈振中，王孝州等. 洮河峽城水電站機墩自振特性研究[J]. 人民黃河，2012（02）：70-71.

[3]陳婧，馬震岳，張宏戰(zhàn). 水電站廠房機墩振動計算分析方法的探討[J]. 黑龍江大學工程學報，2015（01）：12-16.