[发明专利]燃气轮机压气机振动模拟试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对燃气轮机压气机振动进行模拟分析的装置，能够对燃气轮机压气机各种可能的振动因素进行模拟，并通过特征提取对振动进行分析，具体的是一种燃气轮机压气机振动模拟试验台。

背景技术

常用的振动模拟平台是对常用转动零部件进行振动和学习的最直接的重要手段，是进行转动零部件诊断研究工作的重要试验设备之一。通过电力拖动，将试验件转子拖动到各种转速，配合振动监测设备，对于各种转速下旋转部件的振动特性进行学习和分析。但是，引起燃气轮机压气机转子振动的原因很多，通常的振动模拟平台仅能够模拟转子不平衡、轴系不对中等简单工况，对于压气机喘振无法进行模拟，对于因轴承供油及环境压力等引起的振动也无法进行模拟。同时，由于压气机振动往往对压气机具有一定破坏性，因此在真实设备上很难进行复现，通过同步记录各种影响压气机振动的参数变化与压气机振动的相关性，对压气机振动特性能够进行更深一步认识。

发明内容

针对当前模拟试验台无法全面进行模拟试验的不足，本发明提供了一种试验模拟平台，能够模拟各种能够对压气机造成振动的工况，并通过振动分析设备对各种类型振动的特征进行提取，既能够掌握各种类型振动的压气机状态，又能够对各种类型振动进行识别。其技术方案是：一种燃气轮机压气机振动模拟试验台，由以下主要部件组成：

--SFC变频启动器；SFC变频启动器通过整流和逆变，输出频率可变的交流电供给启动电机，使启动电机可以在0～10000rpm之间任意转速稳定运行。

--启动电机，该启动电机为一台交流变频电动机；启动电机输出端，通过联轴器与试验压气机进气端同轴相连。

--试验压气机，是一台有3路抽气多级轴流式压气机；该试验压气机进气部位设有可调导流叶片，能够通过调节导流叶片角度，调节节流特性，进而调整压气机的进气特性。该设计能够在最小到最大范围内调节压气机进气流量及进气冲角，对于各种流量状态下试验压气机的振动特性进行模拟。

--进气部件；进气部件入口百叶窗可以通过调节叶片角度来调节压气机入口压力环境，用来模拟不同大气环境压力下试验压气机的振动特性。

--排气部件；排气部件具有排气调节阀，可以对压气机背压进行调整，用来模拟不同压气机背压环境下试验压气机的振动特性。

--润滑油系统，该系统具有抽真空设备，可以控制油箱真空度；

--振动监测系统；

--控制系统。

该振动模拟试验台中，SFC变频启动器通过电缆将频率可变的交流电供给启动电机，启动电机与试验压气机通过联轴器同轴连接，保障启动电机与试验压气机同轴转动。进气部件出口与试验压气机入口连接，试验压气机出口，即压气机排气端，与排气部件入口连接。试验压气机轴承由润滑油系统进行润滑，该系统除可以对供油压力进行调整外，还能够通过真空泵对油箱进行负压控制，克服了现有试验台仅能够调整轴承供油压力的缺点。压气机中间级设置3处抽气管路，可以在不同转速分别通过调节抽气阀门，模拟各类转速下，不同部位抽气对试验压气机振动的影响。

该振动模拟试验台中，转速传感器、振动传感器信号输出到振动监测系统，振动监测系统同时将提取特征信号后的振动参数输出到控制系统。与此同时，润滑油系统、进气系统、排气系统中的各项测量参数输出到控制系统，便于对所采集数据进行进一步的相关性分析。

优选的是，交流变频电机通过SFC变频启动器带动多级轴流压气机以0～10000rpm之间任意转速运行，用来模拟压气机低速到高速全速段的振动特性。

优选的是，在所述试验压气机的每个轴承部位，还装配有相互垂直的一对电涡流振动传感器，用来对振动进行轴心轨迹分析。

优选的是，在所述轴承部位安装加速度振动传感器，用来对振动进行频谱分析，同时能够对压气机喘振的低频特征进行有效监测。

优选的是，所述试验压气机还包括排气端，在所述排气端沿轴向安装电涡流振动传感器，用来模拟试验压气机转子轴向的振动以及试验压气机喘振。

优选的是，所述试验压气机具有进口可调节导流叶片，用来模拟压气机入口流量对压气机振动的影响，进而定量描述不同转速下，不同可调节导流叶片角度所对应的振动特征。

优选的是，所述进气部件还包括百叶窗，所述百叶窗的角度调节范围是0～90°。通过调节百叶窗角度，模拟不同环境压力下，试验压气机的振动特性。

优选的是，所述的电涡流接近传感器、加速度传感器接入所述振动监测系统。