浅谈300MW汽机基座设计

浅谈300MW汽机基座设计
马伟山
【摘要】本文对火力发电厂300MW汽机基座进行动力分析，并进行动力验算，总结设计经验，并对汽机基座中间层进行优化，减少混凝土用量。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》
【年(卷),期】2011(000)035
【总页数】1页(P83-83)
【关键词】300WM汽机基座;动力分析;动力验算;中间层优化
【作者】马伟山
【作者单位】新疆电力设计院,新疆乌鲁木齐830002
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.13
1 概述
在火力发电厂土建结构设计中，汽轮发电机基座是电厂的核心部位，通常采用框架式基础，运转层梁多采用异型梁，截面较大，柱截面取值一般在2000～3000mm，汽机基座属于特种结构。

常用的汽机基座中间平台结构形式有如下三种：即钢筋混凝土现浇平台、独立钢平台、牛腿-弹簧隔振平台，这三种形式在经济性、振动控
制性能及对工艺设备布置等方面各有优点和不足，如现浇平台自身振动较大，独立钢平台造价高且影响工艺布置，牛腿—弹簧隔振平台对框架柱刚度无贡献。

本文
列举钢筋混凝土现浇平台和牛腿—弹簧隔振平台两种形式，分析两种模式下的运
转层纵横梁的振动情况和抗震变形情况。

2 工程实例比较
2.1 计算简介。

新疆西部合盛热电有限公司2×330MW机组新建电厂汽轮机选用
上海汽轮机厂C型，发电机选用上海发电机厂QFS2-300-2型，汽机基座中间层
采用590mm厚现浇混凝土板。

新疆天富热电股份有限公司2×330MW新建热电厂汽轮机选用上海汽轮机厂B型，发电机选用上海发电机厂QFS2-300-2型，汽
机基座中间层采用钢梁+200mm厚压型钢板底模混凝土板，钢梁两端底部用70
厚橡胶垫与牛腿隔开。

合盛电厂 240 6630 590天富电厂 37 6630 200
2.2 计算模型。

汽机基座上部建立空间杆系模型，计算采用《汽轮发电机组基础空间结构计算程序4.0版》（简称TGFP v4.0），设计规范采用《火力发电厂土建结构设计规范》（DL5022-2008）和《动力机器设计技术规范》（GB50046-96）。

2.3 荷载输入。

2.3.1 永久荷载，包括机器设备自重，凝汽器自重，凝汽器真空吸力等，汽缸膨胀力，管道推力，温差荷载，以上荷载以节点力和均布荷载分布在纵横梁上。

由于计算模型分为全部建模和沿汽轮发电机中心线简化建一半模型两种，永久荷载分为单向永久荷载和双向永久荷载，根据不同模型分别输入。

2.3.2 短路力矩荷载，以均布荷载分布在发电机两侧的纵梁上。

2.3.3 扰力：扰力是计算汽机基座振动线位移的主要依据，应由机器制造厂提供扰
力计算值。

如缺乏扰力资料，可以按照作用在基础某一点的机器转子重力（一般为集中到梁中或柱顶的转子重力），垂直、水平横向取0.20G，水平纵向取0.10G。

虽然扰力点的振幅是由多个扰力产生的强迫振动线位移叠加，但直接作用在扰力点上的扰力是对振动线位移影响最直接的因素。

在建模时，可在扰力作用点设置一个节点，这样便于布置扰力。

考虑轴承板不是以点荷载形式作用于梁跨中，而是以面荷载形式作用于梁跨中，考虑在轴承支座范围的两个边界处各增加一个节点，扰力值按照25%，50%，25%的形式布置，这样
减少了扰力点振幅。

根据以往汽机基座运行的数据来看，按照以上扰力布置更贴近于运行检测结果。

2.4 计算注意事项。

2.4.1 附加质量。

本文指的附加质量主要是与机器相连的设备重量，这部分重量与基座共同参与振动。

附加质量建模时以点荷载形式作用于节点上，所有有附加质量的地方要设置节点。

附加质量对汽机基座的振动起到至关重要的作用。

如果在扰力点附近的附加质量越大，那么质点的振幅就越小。

以往对汽机基座的计算中，附加质量较为分散，扰力点上的附加质量不能与扰力的大小实际对应，一旦振幅超过就一味地加大梁截面，虽然刚度，强度和质量加大了，可是会引起其他梁的振动加大，只好再加大其他梁截面，这样会造成工艺布置空间变小，增加混凝土梁，即增加了投资又增加施工难度。

为此，我们将附加质量根据扰力作用范围相应集中，以确保扰力点的节点布置合理的附加质量，以减少局部振动的可能。

2.4.2 刚域。

刚域是指梁截面较大时，会将梁柱交汇处节点的核心范围定义为刚域。

以往进行动力分析时，一般不考虑的作用以加大梁柱的安全余量，但振动线位移较大时可考虑刚域的作用，会起到很好的作用。

2.5 设计结果分析。

框架式基础的动力计算可采用振幅法（即以振幅值作为设计的控制指标）。

计算振幅时采用空间多自由度体系，当机器工作转速为3000r/min 时，转速在2250～3750r/min范围内,计算扰力作用点三个方向的振幅A≤0.02（mm）；转速在0～2250r/min范围内，计算扰力作用点三个方向的振幅
A≤1.5x0.02=0.03（mm）
合盛电厂基座振幅：
天富电厂基座振幅：
3 结论
本文通过对合盛电厂2×330MW和天富电厂2×330MW汽机基座的对比和分析，在各扰力点振幅满足规范的前提下，中间层砼减少，节省了造价。

参考文献
[1]DL 5022-2008火力发电厂土建结构设计技术规定[S].
[2]GB 50040-96动力机器基础设计规范[S].
[3]罗国澍.汽轮发电机组基础空间结构计算程序4.0版[M].（简称TGFP v4.0）.
[4]赵中南，马长慧，李炳益.华能营口电厂二期工程汽机基础设计技术总结[Z].。