專利名稱：一種中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，用于火力發(fā)電廠中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)。發(fā)明的設(shè)計(jì)方法可以更精確的同時(shí)計(jì)算出中速磨煤機(jī)及其基礎(chǔ)的振動(dòng)位移，并進(jìn)行有效控制，從而獲得最優(yōu)的彈黃減振基礎(chǔ)。
背景技術(shù)：
磨煤機(jī)是燃煤火力發(fā)電廠重要的輔助動(dòng)力設(shè)備，其主要功能是將煤塊破碎并磨成煤粉用于燃燒?；鹆Πl(fā)電廠的磨煤機(jī)分為低速、中速和高速三種類型。近年來(lái)，隨著大容量火電機(jī)組的不斷投運(yùn)，中速磨煤機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。中速磨煤機(jī)初期投資費(fèi)用少，磨煤電耗低，已成為大型火電機(jī)組的首選方案。但是，中速磨煤機(jī)是主廠房除氧煤倉(cāng)間的主要振源之一，其引起的基礎(chǔ)平臺(tái)振動(dòng)及主廠房振動(dòng)不容忽視。中速磨煤機(jī)一般采用大塊式剛性基礎(chǔ)。為了控制基礎(chǔ)平臺(tái)和主廠房的振動(dòng)反應(yīng)大小，中速磨煤機(jī)基礎(chǔ)的體積通常很大，基礎(chǔ)與磨煤機(jī)的質(zhì)量比一般要達(dá)到5-6。同時(shí)，由于中速磨煤機(jī)基礎(chǔ)體積很大，其位置和主廠房的基礎(chǔ)位置會(huì)發(fā)生沖突，這就要求降低主廠房基礎(chǔ)的埋置深度，這增加了主廠房的建造成本。實(shí)踐證明，采用減振技術(shù)能夠有效的減小低速和高速磨煤機(jī)的振動(dòng)，但是對(duì)于中速磨煤機(jī)效果卻不明顯，其原因可能是其工作頻率與減振系統(tǒng)的頻率較為接近所致。為此，需要對(duì)中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)進(jìn)行精細(xì)化計(jì)算，從而對(duì)其振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行有效控制。我國(guó)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師基本上是按照《動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50040— 96)的要求進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。其主要思想是，通過(guò)限制動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)的振動(dòng)物理量來(lái)保證結(jié)構(gòu)與設(shè)備的振動(dòng)安全性。我國(guó)的工程技術(shù)人員在長(zhǎng)期的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，以至于很多設(shè)計(jì)人員僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單的動(dòng)力特性匹配來(lái)處理動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)問(wèn)題。傳統(tǒng)的中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法是僅建立中速磨煤機(jī)基礎(chǔ)的計(jì)算模型，將中速磨煤機(jī)的工作擾力簡(jiǎn)化為靜力荷載，并將其作用在基礎(chǔ)上，并計(jì)算基礎(chǔ)的位移，判斷是否滿足規(guī)范的要求。有的甚至發(fā)展到只要保證設(shè)備基礎(chǔ)與中速磨煤機(jī)的質(zhì)量比、調(diào)整中速磨煤機(jī)設(shè)備與基礎(chǔ)中心重合即可完成設(shè)計(jì)。這種方法雖然是建立在長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，但是卻忽略了振動(dòng)這種現(xiàn)象很多本質(zhì)的問(wèn)題。傳統(tǒng)的中速磨煤機(jī)減振基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法僅僅限制動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)頂面的振動(dòng)位移，卻對(duì)設(shè)備本體的振動(dòng)位移未作規(guī)定，因此就可能出現(xiàn)基礎(chǔ)振動(dòng)位移滿足要求，而設(shè)備本體振動(dòng)反應(yīng)卻很大的情況。因此，要求發(fā)明一種中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法，可以同時(shí)計(jì)算出設(shè)備基礎(chǔ)和設(shè)備本體的振動(dòng)位移，并進(jìn)行有效控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，能夠更精確計(jì)算出中速磨煤機(jī)及其基礎(chǔ)的振動(dòng)位移，并能對(duì)中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)進(jìn)行有效控制。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，該方法包括如下步驟第一步，利用ANSYS建立有限元模型；采用ANSYS程序的SHELL181單元建立中速磨煤機(jī)設(shè)備本體模型；采用S0LID185單元建立基礎(chǔ)上臺(tái)板和基礎(chǔ)下臺(tái)板模型，采用C0MBIN14單元建立彈簧減振器模型；其中彈簧減振器位于基礎(chǔ)上臺(tái)板、基礎(chǔ)下臺(tái)板之間，中速磨煤機(jī)位于基礎(chǔ)上臺(tái)板之上，其中磨煤機(jī)與基礎(chǔ)上臺(tái)板之間采用剛性連接，建立了中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型。第二步，對(duì)中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型進(jìn)行模態(tài)分析，計(jì)算中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型的整體自振頻率，如果得到的中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型的自振頻率與中速磨煤機(jī)的工作頻率差值的絕對(duì)值大于等于中速磨煤機(jī)工作頻率的30%，則執(zhí)行第三步；否則調(diào)整中速磨煤機(jī)基礎(chǔ)布置后重復(fù)第二步；第三步，對(duì)中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型進(jìn)行諧響應(yīng)分析，將諧響應(yīng)分析的計(jì)算頻率段覆蓋中速磨煤機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，計(jì)算得到速磨煤機(jī)工作轉(zhuǎn)速條件下的基礎(chǔ)上臺(tái)板和中速磨煤機(jī)頂部振動(dòng)位移；第四步，當(dāng)步驟三計(jì)算得到基礎(chǔ)上臺(tái)板的振動(dòng)位移小于等于a，且中速磨煤機(jī)頂部振動(dòng)位移滿足b為止；否則執(zhí)行步驟五；其中
權(quán)利要求
1.一種中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于該方法包括如下步驟 第一步，利用ANSYS建立中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型； 采用ANSYS程序的SHELL181單元建立中速磨煤機(jī)(I)模型；采用S0LID185單元建立基礎(chǔ)上臺(tái)板(2)和基礎(chǔ)下臺(tái)板(3)模型，采用C0MBIN14單元建立彈簧減振器(4)模型；其中彈簧減振器(4)位于基礎(chǔ)上臺(tái)板(2)、基礎(chǔ)下臺(tái)板(3)之間，中速磨煤機(jī)(I)位于基礎(chǔ)上臺(tái)板(2)之上，其中磨煤機(jī)與基礎(chǔ)上臺(tái)板之間采用剛性連接，建立了中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型； 第二步，對(duì)中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型進(jìn)行模態(tài)分析，計(jì)算中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型的整體自振頻率，如果得到的中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型的自振頻率與中速磨煤機(jī)的工作頻率差值的絕對(duì)值大于等于中速磨煤機(jī)工作頻率的30%時(shí)，則執(zhí)行第三步；否則調(diào)整中速磨煤機(jī)基礎(chǔ)布置后重復(fù)第二步； 第三步，對(duì)中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型進(jìn)行諧響應(yīng)分析，將諧響應(yīng)分析的計(jì)算頻率段覆蓋中速磨煤機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，計(jì)算得到中速磨煤機(jī)工作轉(zhuǎn)速條件下的基礎(chǔ)上臺(tái)板和中速磨煤機(jī)頂部振動(dòng)位移； 第四步，當(dāng)步驟三計(jì)算得到基礎(chǔ)上臺(tái)板(2)的振動(dòng)位移小于等于a，且中速磨煤機(jī)(I)頂部振動(dòng)位移滿足b為止；否則執(zhí)行步驟五； 其中a=0. 25mm = + H為中速磨煤機(jī)的高度,單位m ；h為基礎(chǔ)下臺(tái)板的高h(yuǎn)度，單位m ； 第五步，調(diào)整中速磨煤機(jī)減振基礎(chǔ)質(zhì)量，即將基礎(chǔ)上臺(tái)板(2)、基礎(chǔ)下臺(tái)板(3)的總體質(zhì)量之和與中速磨煤機(jī)(I)的質(zhì)量比為3. 0±0. 2 ;重復(fù)執(zhí)行第二步至第四步；否則執(zhí)行第丄止/、少； 第六步，調(diào)整彈簧減振器(4)的數(shù)量，將彈簧減振器(4)的數(shù)量調(diào)整為20組或24組或28組，重復(fù)執(zhí)行第二步至第四步，直至基礎(chǔ)上臺(tái)板的振動(dòng)位移小于等于a，且中速磨煤機(jī)(I)頂部振動(dòng)位移滿足b為止； 其中a=0. 25mm φ = a--L mm, H為中速磨煤機(jī)的聞度，單位m ；h為基礎(chǔ)下臺(tái)板的聞 h度，單位m。
2.如權(quán)利要求1所述的中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于=ANSYS建立的中速磨煤機(jī)一彈簧減振基礎(chǔ)耦合模型，其中鋼材采用線彈性模型，彈性模量E =2.06 X 105N/mm2，泊松比v =0. 30，材料密度P =7850 ;混凝土采用線彈性模型，彈性模量E =3.OX IO4NAim2，泊松比 v =0.20，材料密度 P =2500。
3.如權(quán)利要求1所述的中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的第五步，調(diào)整中速磨煤機(jī)減振基礎(chǔ)質(zhì)量，即將基礎(chǔ)上臺(tái)板、基礎(chǔ)下臺(tái)板及總體質(zhì)量之和與中速磨煤機(jī)的質(zhì)量比為3. 0±0. 2 ;且將基礎(chǔ)上臺(tái)板與基礎(chǔ)下臺(tái)板的質(zhì)量比調(diào)整至1:2。
4.如權(quán)利要求1所述的中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的基礎(chǔ)上臺(tái)板(2)與基礎(chǔ)下臺(tái)板(3)之間的間隙為大于或者等于50mm ;基礎(chǔ)上臺(tái)板(2)的底部與基礎(chǔ)下臺(tái)板(3)的頂端間距大于或者等于330mm。
5.如權(quán)利要求1所述的中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的彈簧減振器(4)沿基礎(chǔ)下臺(tái)板(3)長(zhǎng)度方向呈兩列均勻布置，彈簧隔振器(4)采用60Si2MnA拉光料，阻尼器采 用HVSD高聚物阻尼器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，能夠更精確計(jì)算出中速磨煤機(jī)及其基礎(chǔ)的振動(dòng)位移，并能對(duì)中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)進(jìn)行有效控制。通過(guò)該方法設(shè)計(jì)得到的中速磨煤機(jī)彈簧減振基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)上臺(tái)板、基礎(chǔ)下臺(tái)板、彈簧隔振器，通過(guò)彈簧隔振器將基礎(chǔ)上臺(tái)板、基礎(chǔ)下臺(tái)板隔開(kāi)。遵循本發(fā)明技術(shù)方案得到的中速磨煤機(jī)減振基礎(chǔ)可以顯著減小中速磨煤機(jī)工作時(shí)引起的基礎(chǔ)臺(tái)板振動(dòng)和主廠房振動(dòng)。它能顯著減小中速磨煤機(jī)基礎(chǔ)的體積，基礎(chǔ)臺(tái)板與磨煤機(jī)的質(zhì)量比從5-6減小到3.0±0.2。
文檔編號(hào)E02D27/44GK103062322SQ20121050743
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者朱麗華 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)