某燃机基础动力分析

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翻新时间：2022-07-23

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某燃机基础动力分析

【摘要】结合某电厂燃机基础设计实例，运用ANSYS有限元分析软件对燃机基础进行动力分析，为设计提供参考依据。

【关键词】燃机基础；有限元；动力响应

1 工程背景

安吉某燃机热电厂采用燃气-蒸汽联合循环机组，其规模为：1套由美国GE生产的PG6111FA型燃气轮机发电机组+1台非补燃自然循环余热锅炉+1套38MW双进汽抽汽冷凝式汽轮发电机组，装机容量为115.06MW。GE公司提供的设计资料中，对燃机机组运行时，燃机基础的扰动、基础动力参数做了明确的规定与限值。在设计时，为保证燃机发电机组运行的安全可靠，燃机基础动态特性应满足GE公司的相关要求。本工程设计时，为燃机基础建立了三维实体计算模型，运用通用的有限元分析方法，得出该燃机基础的动力特性，同时评价了该基础的动力特性，为燃机基础设计提供可靠的依据。

2 模型建立及网格划分

模型采用扫掠网格划分，单元大小为0.3x0.3x0.3，划分好后的模型如下图所示：

3 计算参数

燃机基座混凝土强度等级C30，其主要参数为：；；；；。

土体对基础的约束采用COMBIN14单元模拟，分别为水平约束和竖向约束。根据《动力机器基础设计规范》，对基础进行竖向抗压刚度和水平抗剪刚度的计算，将计算的结果分配到每根桩上，抗压刚度由竖向COMBIN14单元的弹簧刚度表示，抗剪刚度由水平COMBIN14单元的弹簧刚度表示。

4 动力分析

4.1 自由振动分析

通过ANSYS软件对燃机基础进行自由振动分析，得到自然频率和振型，经过有限元计算，提取前10阶基础自振频率，如下表所示：

从表中可以看出，前10阶基础自振频率避开了发电机转子的自振频率，不会发生共振现象。

基础第一阶阵型如下图所示：

4.2 等效静载分析

根据GE相关文件要求，在等效转子不平衡力作用下，在汽轮机及发电机区域，燃机基础各点的最大位移不得大于以下数值：汽轮机区域（GT area）：46x10-6m；发电机区域（Generator area）：53x10-6m。而此处等效转子不平衡力由转子不平衡力乘以动力放大系数得出，该值由下式确定：