超超临界汽轮机转子密封激振特性研究

考虑非线性密封激振力、可倾瓦轴承的弹性支承力、转子阻尼力、转子不平衡力与重力,建立超超临界600MW汽轮机高中压转子-密封系统的非线性动力学模型。该非线性转子-密封系统动力学方程组具有超大规模的维数,采用Newmark数值积分方法对其进行求解,模拟出运行在正常工况下与最大工况下转子不平衡响应与汽流激振的特性;对转子不平衡量和密封流体的周向平均流速对汽流激振现象的影响规律进行分析。结果表明:在一定的范围内,不平衡量大小对发生汽流激振的失稳转速影响很小;密封内流体周向平均速比是影响汽流激振的失稳转速的主要因素,适当减小密封内流体周向平均速比可提高汽流激振的失稳转速;超超临界机组运行在最大工况下高中压转子发生汽流激振的失稳转速明显低于正常工况下的失稳转速。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明:密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响分析

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明：密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

汽轮机进汽管道压力脉动及其对轴系扭振稳定性的影响

介绍了一种能导致汽轮机轴系扭振失稳的因素。在一次电厂试验中发现,调节汽阀的快速操作会激起进汽管中的压力脉动;对配有高速调节系统的汽轮机,如果蒸汽管道压力脉动的固有频率与轴系扭振固有频率相近,则会发生轴系不稳定扭振,并可能造成轴系破坏。     

偏心及部分进汽下密封间隙流体激振力数值研究

喷嘴配汽汽轮机在部分进汽时调节级附近会形成极不均匀的流场,不仅影响调节级动叶轮周力的分布,还会对临近密封间隙内的流场及流体对转子的作用力产生扰动。以某国产300MW汽轮机端部汽封间隙为参考,建立密封间隙CFD模型,求解三维、粘性、可压缩N-S方程,研究了不同进汽方式、偏心情况下流场特性及流体对转子作用力。结果表明:部分进汽的位置、转子的偏心距及两者的相对位置对汽流力的大小、方向和变化趋势产生了较大的影响。在某些部分进汽情况下,偏心距增大也会减小汽流力。     

降低汽轮机漏汽损失的新技术——薄叶式汽封

使用新型汽封、间隙控制技术的优点毋庸置疑,除了可以降低漏汽损失、提高汽轮机的性能之外,还可以避免间隙减小时的轴系振动的问题。通过维持原有汽封性能,可防止长期运行后性能的逐年恶化,而且在部分改造老机组时也可以予以使用,所以具有很高的投资价值。     

接触式蜂窝汽封在12MW汽轮机中的应用

广州珠江啤酒股份有限公司热电厂3#汽轮机组在运行过程中,汽封漏汽量大,效率和真空严密性下降;同时高压汽封漏汽造成润滑乳化严重,影响机组安全运行。采用接触式蜂窝汽封对汽封系统进行改造,有效解决了问题。     

浅析大唐西固热电公司汽轮机布莱登式汽封改造

探讨了汽轮机汽封改造的重要性,分析了汽轮机目前运行的局限性,并介绍了10号汽轮机改造为布莱登汽封的实际应用情况,以期为今后汽轮机汽封改造提供借鉴。     

汽轮机汽封技术的应用

针对汽封对汽轮机经济性的影响,总结了近年来的汽轮机汽封新技术,分别从结构、原理、性能各方面介绍了常用的几种汽封,并对今后汽封技术的发展进行了展望。     

300MW汽轮机汽封及轴封的改造

汽封是汽轮机安全经济运行的重要组成部分,汽封密封性能的优劣,对汽轮机性能具有重大的影响,汽封的优化设计使汽轮机的效率得到显著的提高,因此为提高汽轮机的安全性和经济性,采用先进汽封技术对原有的传统汽封进行改造是十分必要的。我厂改造的方案是高、中压缸的梳齿型汽封更换为布莱登可调式汽封,低压缸梳齿型汽封更换为蜂窝汽封,经电科院额定工况试验证实,改造后效果良好。     

缝纫机旋梭轴转子动力学特性研究

针对缝纫机旋梭轴系高速运行不稳定的问题,计算了旋梭轴系的转子动力学,分析了失稳的原因,对旋梭轴系稳定性进行了理论分析,对旋梭轴转子动力学特性进行了仿真研究。首先,根据缝纫机转子瞬时位置及其受力情况,推导出了转子动力学方程,建立了旋梭轴系动力学分析模型;然后,在ANSYS Workbench软件中对刚性支承下旋梭轴系进行了转子动力学仿真分析,通过模态分析和不平衡响应分析,找到了旋梭轴系在工作转速内失稳的原因;最后,研究了旋梭轴径、支承位置、支承刚度、阻尼系数、轴向预紧力对旋梭轴系稳定性的影响,确定了满足使用工况的旋梭轴系结构和支承刚度范围。研究结果表明：缝纫机工作转速内有1个临界转速,影响了旋梭轴系的稳定性;增大轴径对提升临界转速的效果不明显;增加一个支承点,轴承刚度高于1 000 N/mm,轴套支承刚度高于100 N/mm,阻尼系数小于0.1,轴向预紧力小于100 N;旋梭轴系在工作转速内可以稳定运行。     

浅谈M701F型联合循环机组汽轮机高中压过桥汽封节能改造

传统迷宫式汽封结构简单,广泛应用于早期汽轮机密封系统,随着运行时间的累积,受转子的振动和摩擦等影响,迷宫式汽封的阻汽效果严重下降,影响汽轮机热耗率.某联合循环机组通过改变高中压过桥汽封结构形式大幅提升汽封的阻汽效率,降低汽轮机热耗率,节能效果明显.     

叶顶汽封径向和轴向间隙对汽轮机泄漏量及主轴位移的影响

通过对某化工厂汽轮机的叶顶汽封和主轴轴位移故障的分析,发现当漏气量增加到一定程度后会加快推力轴承的磨损,从而引起汽轮机轴位移逐渐增加,这表明汽封的损坏不仅引起泄漏增加还会导致主轴位移增加。采用FLUENT软件对叶顶汽封的流场进行数值模拟,研究汽轮机叶顶汽封的径向间隙和轴向间隙对汽轮机泄漏量及汽轮机主轴位移的影响,提出合理的工作间隙。研究发现:汽轮机叶顶汽封径向间隙是影响泄漏的重要因素,径向间隙增大将导致蒸汽泄漏量增大,汽轮机轴向推力增加,从而导致主轴位移增加;在总长度一定时,轴向间隙值对蒸汽泄漏量没有明显影响,但增加轴向间隙可以使进入汽封的蒸汽压力更加稳定。考虑到叶顶汽封的装配和热膨胀问题,对所研究的叶顶汽封提出了径向间隙为0.65 mm,轴向间隙为3.5 mm的修复方案,通过实践证明该方案现场修复是成功的。     

亚临界和超临界汽轮机强度振动与寿命设计判据的研究

根据多年的科研成果提出了亚临界和超临界汽轮机部件的强度、振动与寿命的20个设计判据。给出了汽轮机的部件静强度、结构有限元分析、隔板刚度、低压缸刚度、汽轮机胀差、叶片动强度、整体围带叶片动强度、长叶片颤振、第一种调频叶片振动、第二种调频叶片振动、整圈连接叶片组振动、轴系临界转速、轴系油膜涡动的稳定性、不平衡响应、轴系扭振频率、轴系扭振应力、汽流激振、低周疲劳寿命、蠕变寿命和蠕变与低周疲劳交互作用下寿命等20个设计判据和这些设计判据的应用范围。使用这些设计判据,可以在设计阶段校核和分析汽轮机部件的强度、振动和寿命设计的安全性与可靠性,为大型汽轮机的研制和生产提供了科学的依据。     

汽封管路数值模拟计算及改进研究

针对汽封的密封性问题,对汽封管道抽吸压力传播对汽封漏气量的影响、复杂通流结构对传递到汽封侧抽吸压力及汽封漏气量的影响、汽封流量理论计算与CFX模拟计算结果之间存在的误差等方面进行了研究。对汽封进行了三维实体建模及数值模拟,对汽封管道性能参数计算结果、汽封管道截面压力分布情况和截面速度分布情况进行了分析,提出了一种在现场改造中简单有效而又经济的改进型汽封管路结构。研究结果表明:通过加粗中间段平衡管道,该改进型结构可有效减少汽封管道压损,增大过渡段压力,减少高压段漏气,提升汽封效果,提高汽轮机运行效率和可靠性。     

汽轮机中压平衡活塞汽封间隙及漏汽量在线监测的原理及应用

现有的测定中压平衡活塞汽封漏汽量的变汽温试验法存在一定的误差且不能实现在线监测。分析变汽温试验法存在的误差,并考虑中压平衡活塞汽封漏汽的影响,对某300 MW汽轮机进行变工况详细计算。结果表明,中压缸效率基本不受再热蒸汽流量、中压平衡活塞汽封漏汽量及再热蒸汽温度的影响。基于相邻两工况下中压平衡活塞汽封间隙一定及中压缸相对内效率相等的原理,提出中压平衡活塞汽封间隙、漏汽量及中压缸相对内效率的计算方法。利用变工况详细计算数据进行检验,以及与变汽温试验法测定结果进行比较,证明所提出的计算方法的有效性。利用所提出的计算方法,对某高中压合缸汽轮机在某一运行时段内的中压平衡活塞汽封间隙、中压平衡活塞汽封漏汽量、再热蒸汽流量及中压缸相对内效率进行实例计算。     

减少汽封漏汽量的优化措施

介绍了汽封漏汽对汽轮机经济性的影响及减少汽封漏汽的优化措施,主要是汽封型式及汽封间隙的优化对减少汽封漏汽的影响。     

转轴-可倾瓦-密封系统振动稳定性测试分析

针对现场实测振动数据表明转轴-可倾瓦-密封系统存在的振动失稳问题,从可倾瓦参数的理论模型、汽流激振力、进汽方式、运行参数、轴承载荷、安装工艺等角度分析转轴-可倾瓦-密封系统振动失稳的原因,并深入讨论转轴-可倾瓦-密封系统振动稳定裕度问题,提出用对数衰减率、系统阻尼、系统抗定常干扰界限值来描述系统的稳定性。     

1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障特性分析

针对某型1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障现象,分析转子轴端汽封碰摩力表达式,通过施加非线性约束方式,采用连续碰撞力-位移的线性逐段函数模拟碰摩过程的非线性接触刚度,构建含轴端汽封碰摩故障的轴系动力学有限元模型。开展机组轴系非线性稳态同步响应和瞬态频域分析,得到工作转速3000r/min下轴系涡动轨迹,以及不同碰摩刚度下轴系支承位置处的振动瀑布图。结果表明,这种轴系发生高压转子轴端汽封碰摩时,对与碰摩点相邻的支承振动影响明显,振动以基频为主,且随着碰摩刚度增加,会出现3X、2X倍频成分,各支承振幅呈现逐步下降趋势。     

汽轮机汽封蒸汽压力调节系统的探讨及优化

以汽轮机汽封压力调节为出发点,阐述了汽轮机汽封的结构、工作原理。通过对目前普遍使用的汽封调节系统工作原理的分析,对存在的问题进行了充分探讨。提出了汽轮机汽封压力调节系统的优化方案,并在现场得到了成功应用,对汽封调节系统的优化改进提供了一个应用实例。