發(fā)電廠房

《土木工程名詞》第一版。 2100433B

2003年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

盡管每個(gè)水電站廠房按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行了動(dòng)力設(shè)計(jì)，但仍普遍存在較為嚴(yán)重的振動(dòng)問題。其原因是現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)規(guī)范采用的動(dòng)載荷過于籠統(tǒng)和一般化，對(duì)動(dòng)力環(huán)境把握不足。發(fā)電廠房的動(dòng)力環(huán)境非常復(fù)雜，難以直接測(cè)量，只有采用動(dòng)力環(huán)境識(shí)別技術(shù)得到。動(dòng)力環(huán)境識(shí)別是前沿性的研究課題。對(duì)于發(fā)電廠房的動(dòng)力環(huán)境識(shí)別需要建立一整套理論和方法。根據(jù)發(fā)電廠房的特點(diǎn)及其動(dòng)力環(huán)境的特征，擬研究：基于高階AR模型和EMD技術(shù)的模態(tài)識(shí)別技術(shù)和理論、基于響應(yīng)面理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的動(dòng)力修改理論和方法、在解決不適定性問題的基礎(chǔ)上提出時(shí)域內(nèi)動(dòng)力環(huán)境識(shí)別理論和方法及動(dòng)力環(huán)境識(shí)別模型。為水電站廠房結(jié)構(gòu)的動(dòng)力設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供可靠的依據(jù)，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的發(fā)電廠房的減震隔振動(dòng)提供理論基礎(chǔ)。這些研究成果可以豐富和發(fā)展模態(tài)識(shí)別、動(dòng)力修改及動(dòng)載荷識(shí)別理論和方法。在土木、機(jī)械等相關(guān)領(lǐng)域具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景。而現(xiàn)有的研究成果、理論和技術(shù)手段為研究目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提了基礎(chǔ)。

廠區(qū)樞紐位于九架棚溝下游河段左岸，距雜谷腦河約1.4km。廠區(qū)樞紐由主副廠房、升壓站、對(duì)外交通及生產(chǎn)生活設(shè)施組成，主副廠房采用一字形順河布置，副廠房位于下游側(cè)，安裝間在廠房右側(cè)，主廠房由安裝間和機(jī)組段組成，長(zhǎng)41.02m，其中安裝間長(zhǎng)12.00m，機(jī)組間長(zhǎng)29.00m。本電站設(shè)計(jì)尾水位2559.00m，機(jī)組安裝高程2561.95m，發(fā)電機(jī)地坪高程2568.95m。副廠房采用框架結(jié)構(gòu)，二層布置。副廠房平面尺寸長(zhǎng)41.00m，寬8.7m。

升壓站布置在廠房的左側(cè)，平面尺寸21.5m×19.5m，安置主變及相關(guān)的開關(guān)設(shè)備構(gòu)架。

本項(xiàng)目研究主要涉及兩大部分研究?jī)?nèi)容：識(shí)別的理論研究和試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。理論研究涉及振動(dòng)的I逆和II逆問題，主要包括：模態(tài)識(shí)別、動(dòng)力修改和荷載識(shí)別問題。通過本項(xiàng)目的研究得到如下成果和認(rèn)識(shí)：1）通過理論分析研究認(rèn)為：振動(dòng)的I逆和II逆問題均是對(duì)卷積問題求逆的問題。對(duì)卷積求逆問題得到解決，相應(yīng)的模態(tài)識(shí)別和荷載識(shí)別能夠得到解決；2）根據(jù)多個(gè)大型結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，提出模態(tài)識(shí)別測(cè)試及激勵(lì)的方法；3）根據(jù)錘擊法的激勵(lì)特點(diǎn)，提出了基于自由響應(yīng)時(shí)域法整體模態(tài)識(shí)別技術(shù)；4）針對(duì)模態(tài)識(shí)別中阻尼精度差的問題，對(duì)其阻尼識(shí)別精度作了專門的研究。提出輸入為有色噪聲，其識(shí)別精度明顯高于白噪聲假定。并將HTLS-pk方法的思想應(yīng)用于模態(tài)識(shí)別，得到了一個(gè)通用的剔除信號(hào)和系統(tǒng)先驗(yàn)信息的方法。利用VD分解和子空間投影的理論，在數(shù)據(jù)前處理的步驟中濾除諧波信息，為模態(tài)識(shí)別提供了一個(gè)預(yù)處理手段。 提出用VD分解為信號(hào)定階消噪的方法；5）針對(duì)動(dòng)力修改技術(shù)中存在不適定性問題作了專門研究。提出了一種基于信息融合和貝葉斯方法結(jié)構(gòu)模型動(dòng)力修該技術(shù)。并進(jìn)一步提出基于支持向量機(jī)和響應(yīng)面方法的動(dòng)力模型修改技術(shù)；6）根據(jù)卷積的特點(diǎn)，建立了逆向?yàn)V波器計(jì)算格式,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)荷載的識(shí)別。該計(jì)算格式避免各個(gè)時(shí)刻的載荷的遞推連鎖,解決了動(dòng)荷載識(shí)別對(duì)初值敏感和誤差累積問題,并可樣依據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,大大提高了數(shù)值穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別的精度。建立的逆向?yàn)V波器計(jì)算格式,使識(shí)別過程類似于正分析,具有應(yīng)用方便,計(jì)算量小且效率高的特點(diǎn)； 7）對(duì)動(dòng)荷載識(shí)別中的模態(tài)截取問題進(jìn)行了研究，給出了模態(tài)截取原則和公式。通過對(duì)模態(tài)截取，可以防止因模態(tài)選取不當(dāng)而產(chǎn)生的偽解,避免分析過程中的數(shù)值病態(tài),明顯提高了動(dòng)態(tài)載荷識(shí)別的成功率和精度；8）對(duì)動(dòng)荷載識(shí)別中的采樣頻率進(jìn)行了研究，提出了采用頻率的原則和計(jì)算公式。從而提高了動(dòng)荷載識(shí)別的精度、穩(wěn)定性、魯棒性；9）研究的部分成果在實(shí)際工程和其他研究中得到應(yīng)用。 　　　大型工程結(jié)構(gòu)的整體模態(tài)自振頻率較低，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)識(shí)別時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)的傳感器存在較大問題?，F(xiàn)有的傳感器低頻特性較差，易引起信號(hào)失真，給模態(tài)識(shí)別帶來了困難。另一個(gè)問題是環(huán)境激勵(lì)的性質(zhì)不清，通常環(huán)境激勵(lì)不服從白噪聲規(guī)律，將其假定為白噪聲，對(duì)模態(tài)識(shí)別精度影響較大。建議今后的研究應(yīng)從卷積入手，求解符合實(shí)際情況的假定卷積逆問題。 2100433B