基于有限元計算的動力設備基礎頻域分析

楊建華 于寶璽 余俊

(1.北京邁達斯技術有限公司 100044；2.吉林省建苑設計集團有限公司 長春130000)

引言

動力設備多用于冶金、石化、火電等工業領域，隨著工業現代化的不斷發展，動力設備的體型和種類也在不斷發生變化，這也使得對于安放動力設備的土建基礎要求越來越高。因動力設備在機器運行過程中往往會產生往復荷載，對結構基礎產生相應的擾力。按照設備擾力相對于水平面的關系，可分為以下類：垂直往復振動、水平往復振動、繞垂直軸的扭轉振動和繞水平軸的扭轉振動[1]。對于土建結構而言，該擾力的存在可能帶來諸多不利影響。如：危害結構在使用過程中的安全性，由擾力產生的過大變形，以致于上部精密設備無法正常工作，以及由過大振動引起操作人員的身體及心理的不適應現象[2]。

故動力設備基礎的振動分析應引起結構設計人員的重視。在火力發電行業中常見的動力設備為汽輪發電機，該設備是通過鍋爐內產生的高溫蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機內膨脹后推動葉片轉動，進而帶動發電機發電的旋轉機械[3]。汽機基礎，即承托汽輪發電機組的動力基礎，該基礎通常采用的結構形式有框架式基礎、板式基礎、大塊式基礎。結構體系基于質量和剛度計算，可得到固有特性自振頻率。動力設備在在開啟或停止運行時，隨機器轉速的改變，設備的振動頻率也會在靜止與額定功率之間發生變化。當結構自重頻率與設備振動頻率相遇而發生共振時，結構往往會出現較大變形，該問題也是進行動力設備基礎分析主要解決的矛盾點。……