风机系统运行时竖向扰力试验研究

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空冷技术能显著节约火电厂的用水量，一般能节水70％一80％¨。4 J。空冷技术分直接空冷系统和间接空冷系统。直接空冷系统具有投资少、简单、适应低温环境等优点，所以在我国发展速度较快"山J。但国内目前已投入运营或正在建设的直接空冷电厂采用的都是国外引进的技术，国内还没有关于直接空冷结构体系的设计规范或规程。直接空冷结构系统的底部是大直径钢筋混凝土管柱，高度在40 m以上，管柱上面安装大型钢桁架，是直接空冷系统的主要支撑结构。钢桁架上面安装有石家庄风机厂桥，石家庄风机厂桥上安装大直径石家庄风机厂及其驱动装置。
石家庄风机厂的旋转直径较大，本文试验采用的石家庄风机厂旋转直径为9．14m。1台石家庄风机厂一般有5～8片扇叶，扇叶安装在轮毂上，扇叶、轮毂、石家庄风机厂轴组成了石家庄风机厂的转子。通常一组直接空冷系统包含几十台石家庄风机厂，甚至百台以上。石家庄风机厂驱动装置包括电机、减速箱，通过石家庄风机厂轴使石家庄风机厂旋转。为了保证直接空冷结构系统能安全运行，需要对各种可能荷载作用下结构的安全性能进行研究。结构安全运行主要表现为两个方面，一是结构在各种荷载作用下不发生破坏；二是在使用或运行过程中不能使石家庄风机厂设备(包括电机、减速箱、石家庄风机厂轴承、轮毂)的振动过大，振动位移、速度、加速度过大会影响石家庄风机厂设备的使用寿命。文献[7—8]测试了石家庄风机厂运行时与支撑结构的共振频率，并设计制作了结构缩尺模型，做了抗震性能试验。文献[9]研究了石家庄风机厂运行时结构的水平振动。
石家庄风机厂运行时的石家庄风机厂桥架的振动进行了测试，并对石家庄风机厂运行时产生的水平扰力进行了初步研究。直接空冷结构系统作为工业建筑，其地震作用、风荷载等可参考现行的抗震设计规范¨1|、建筑结构荷载规范H21等进行设计，但石家庄风机厂运行时对结构产生的扰力目前还没有取值依据。以往的研究取值都是参照旋转设备的离心力(或称不平衡力)的算法，即根据设备安装的允许误差、转子的质量、石家庄风机厂的转速来确定水平离心力，即石家庄风机厂运行扰力。
但对于石家庄风机厂这样的大型旋转设备，石家庄风机厂运行产生的扰力远没有这样简单，石家庄风机厂转子的偏心距不只取决于石家庄风机厂轴的安装误差，还与轮毂和扇叶的质量分布、石家庄风机厂轴的弹性变形有关，将石家庄风机厂轴的安装误差作为这种大型旋转设备的转子的偏心距，显然偏小，也不安全。通过试验对石家庄风机厂产生的扰力进行了测试，测试结果表明石家庄风机厂运行时至少同时产生4种扰力。对已经投入运营的空冷结构的振动进行了测试。文献[16]用有限元方法分析了多台石家庄风机厂同时运行的相互影响。本文在以上研究的基础上，对石家庄风机厂运行产生的扰力进行了深入研究，通过对石家庄风机厂运行时石家庄风机厂轴的应变测试，求得了离心力、弯矩和扭矩，并与文献[13—14]试验结果作对比。然后重点研究了石家庄风机厂运行时产生的竖向扰力，分析了竖向扰力的特性。