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分析不同轉(zhuǎn)速下直接空冷石家莊風(fēng)機(jī)橋架振動(dòng)實(shí)測速度響應(yīng)表明，傳統(tǒng)簡諧擾力作用的振動(dòng)響應(yīng)不能反映實(shí)測振幅、相位緩慢變化的窄帶隨機(jī)特性；采用載波理論建立的石家莊風(fēng)機(jī)擾力模型可有效反映橋架振動(dòng)的隨機(jī)性。結(jié)合石家莊風(fēng)機(jī)橋架振動(dòng)時(shí)、頻域分析結(jié)果，以速度響應(yīng)功率譜為目標(biāo)識(shí)別擾力模型參數(shù)。模擬結(jié)果表明，擾力模型標(biāo)準(zhǔn)隨水資源的日益匱乏，直接空冷系統(tǒng)在火力電站建設(shè)中得到快速發(fā)展。較傳統(tǒng)濕冷工藝，直接空冷系統(tǒng)采用自然空氣作為汽輪機(jī)乏汽冷凝介質(zhì)，節(jié)水效果顯著。我國“三北地區(qū)”煤炭資源豐富，但水資源極度缺乏，采用直接空冷系統(tǒng)的冷凝技術(shù)，在該地區(qū)建立大型火電站具有明顯的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。目前，空冷機(jī)組單機(jī)容量不斷加大，空冷石家莊風(fēng)機(jī)及支撐結(jié)構(gòu)不斷大型化，致結(jié)構(gòu)負(fù)載大幅增加。石家莊風(fēng)機(jī)橋架位于空冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鋼桁架上弦，直接承受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)、減速器齒合、石家莊風(fēng)機(jī)不平衡擾動(dòng)等動(dòng)力荷載。石家莊風(fēng)機(jī)橋架的安全與可靠是保證石家莊風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、空冷系統(tǒng)正常工作前提。白國良等用縮尺模型測試結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，并在石家莊風(fēng)機(jī)正常工作條件下進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)分差隨石家莊市風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加而增大。析。屈鐵軍等以直徑為９．１４ｍ石家莊風(fēng)機(jī)足尺模型進(jìn)行橋架擾動(dòng)測試表明，石家莊風(fēng)機(jī)橋架以橫向與豎向振動(dòng)為主，跨中振動(dòng)更顯著。常規(guī)６００ＭＷ機(jī)組的直接空冷系統(tǒng)一般有５６臺(tái)石家莊風(fēng)機(jī)。各石家莊市風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速與啟動(dòng)相位角不同，空冷平臺(tái)振動(dòng)處于多點(diǎn)激振，振動(dòng)情況較復(fù)雜。為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)石家莊風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)引起橋架支撐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，本文以空冷橋架振動(dòng)實(shí)測結(jié)果為研究對(duì)象，對(duì)石家莊風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的擾力深入研究，提出石家莊風(fēng)機(jī)隨機(jī)擾力模型，并以實(shí)測結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)功率譜驗(yàn)證擾力模型的正確性。
１空冷石家莊風(fēng)機(jī)橋架振動(dòng)測試
１．１測試儀器及測點(diǎn)布置現(xiàn)場振動(dòng)測試用９４１Ｂ超低頻測振儀，包括６個(gè)拾振器及１臺(tái)放大器。采樣頻率２５６Ｈｚ，頻響范圍０．２５～２００Ｈｚ，用Ｇ０１－１６數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。實(shí)測對(duì)象為某電廠直接空冷系統(tǒng)石家莊風(fēng)機(jī)橋架角部單元，橋架全長１０．５ｍ，寬１．８ｍ，護(hù)欄高１．１ｍ。據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)振動(dòng)情況，沿石家莊市風(fēng)機(jī)橋架橫向（垂直橋架跨度水平向）、縱向（橋架跨度方向）及豎向（橋架的高度方向）在橋架跨中、支座處布置拾振器。
１．２測試工況分類在石家莊風(fēng)機(jī)橋架自由振動(dòng)階段識(shí)別結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性參數(shù)，石家莊風(fēng)機(jī)橋架一階振型為橫向振動(dòng)，頻率８．３７６Ｈｚ，阻尼比０．０１８；二階振型為豎向振動(dòng)，頻率９．３０１Ｈｚ，阻尼比０．０２１。據(jù)石家莊風(fēng)機(jī)年運(yùn)行所需不同轉(zhuǎn)速，將測試工況分為５種，分別對(duì)應(yīng)石家莊風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的不同頻率及電機(jī)輸入電流頻率，見表１。
２實(shí)測振動(dòng)響應(yīng)分析橋架橫向和豎向振動(dòng)結(jié)果較明顯。以該兩方向石家莊風(fēng)機(jī)引起的橋架振動(dòng)作為主要研究對(duì)象，進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測及振動(dòng)響應(yīng)時(shí)、頻域分析。
２．１時(shí)域分析石家莊風(fēng)機(jī)輸入電流頻率不同其運(yùn)行狀態(tài)亦不同。實(shí)測各工況橋架跨中振動(dòng)速度響應(yīng)，部分測試結(jié)果見圖１。由圖１看出，各工況石家莊市風(fēng)機(jī)橋架跨中振動(dòng)響應(yīng)呈現(xiàn)幅度、相位緩慢變化的準(zhǔn)正弦振動(dòng)。隨石家莊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快橋架振動(dòng)響應(yīng)幅值明顯增大。輸入電流頻率依次為１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ時(shí)對(duì)應(yīng)的橋架橫向振動(dòng)響應(yīng)幅值分別為０．００３ｍ／ｓ、０．００４ｍ／ｓ、０．００６ｍ／ｓ、０．０１３ｍ／ｓ、０．０２２ｍ／ｓ。為進(jìn)一步研究振動(dòng)情況，以輸入電流頻率５０Ｈｚ下橋架橫向振動(dòng)結(jié)果為例進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)統(tǒng)計(jì)特性分析。橋架振動(dòng)速度響應(yīng)分布直方圖見圖２（ａ）。包絡(luò)線提取采用希爾伯特變換［８］，可使速度響應(yīng)ｖ（ｔ）產(chǎn)生９０°相位移動(dòng)獲得ｖ＾（ｔ），此即為響應(yīng)ｖ（ｔ）與１／（πｔ）的卷積。實(shí)測振動(dòng)響應(yīng)包絡(luò)為ｖ（ｔ）２＋ｖ＾（ｔ）槡２，其分布直方圖見圖２（ｂ），橋架振動(dòng)響應(yīng)相位分布直方圖見圖２（ｃ）。分析圖２發(fā)現(xiàn)，橋架振動(dòng)響應(yīng)服從高斯分布，振動(dòng)響應(yīng)包絡(luò)服從瑞利分布，相位角服從均勻分布。由此表明，石家莊風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)引起的橋架振動(dòng)具有明顯的高斯窄帶隨機(jī)性。