600MW汽轮机隔板汽封流场与汽流激振力的数值计算

通过建立600MW超临界机组隔板密封三维模型,应用Fluent软件模拟计算与汽缸同心的转子在有无旋转的情况下对隔板汽封蒸汽泄漏量的影响;研究了在转速3 000r/min,转子无偏心,进出口压力改变时隔板汽封蒸汽泄漏量的变化情况;并分析偏心距对泄漏量和汽流激振力的影响规律。计算结果与分析表明,进出口压比对迷宫密封性能的影响是随着进出口压比的增大泄漏量增大;偏心距增大泄漏量增大,同时汽流激振力也随之增大。     

某亚临界机组发生汽流激振故障分析和处理方案

通过对某亚临界325MW机组发生汽流激振故障案例进行整理,归纳分析了汽流激振事故原因,得出蒸汽激振力过大为汽流激振的主要原因。从发生部位、低频振动频率特征、低频振动振幅变化、运行参数的关系以及其他相关特征几个方面分析了汽流激振的主要振动特征。根据分析结果,总结提出了汽流激振故障诊断的依据,并提出处理方案降低蒸汽激振力、提高轴瓦稳定性等主要措施预防汽流激振故障,为机组安全稳定运行提供技术保证。     

600 MW汽轮机叶轮偏心汽流激振力分析与模拟

以某发电厂超临界600 MW汽轮机转子为研究对象,根据蒸汽做功原理对动叶流道处的动偏心激振力进行了分析.在围带汽封处采用CFD软件模拟涡动转子泄漏蒸汽的三维黏性流场,确定了汽流激振力.计算结果表明:在不对称进汽工况下,转子将受到较大的静态汽流力;当采用对称进汽时,汽流激振力很小,有利于提高转子的稳定性;与额定工况比较,在阀门全开(VWO)工况下,径向激振力的增幅很大,而切向激振力和泄漏量的增幅却很小,表明大型汽轮机采取对称进汽方式可以提高转子运行的稳定性.     

超超临界汽轮机转子系统的稳定性计算

考虑汽流激振的超超临界汽轮机转子系统的稳定性分析是个较新的课题。采用有限元法,对超超临界汽轮机轴系建模,将转子和不转动的轴承一基础系统作为一个耦合整体处理,开发了耦合计算程序,能够计入汽流激振,使计算更符合机组运行工况。开发的程序可以计算转子各阶模态振型与临界转速,进行稳定性的分析。算例计算的结果表明,方法和开发的程序正确合理,可以为超超临界汽轮机轴系稳定性的判断、结构与参数的设计起到一定作用。     

汽流激振故障的分析及处理

某200MW汽轮发电机组1号、2号轴承经常出现不稳定的低频振动,通过对机组振动及运行工况的分析、试验,发现1号瓦在突发振动时的主频率与高压转子临界转速一致,且与高压调汽门开度有关,因此,分析认为引起转子涡动的力与蒸汽流量直接有关,说明该振动属于典型的汽流激振引起的自激振动,针对该机组的振动问题,在小修中对配汽机构进行了相应的调整,消除了自激振动。     

汽轮机转子涡动汽流激振力分析与CFD数值模拟

汽轮机转子涡动时轴心偏离静子中心产生轴系失稳的Thomas/Alford汽流激振力,传统的叶顶间隙激振力公式对此不能全面准确评估。该文综合考虑转子涡动以及围带汽封二次流,在动叶通道,根据蒸汽做功分析涡动效应激振力;在叶顶围带汽封,用CFD数值模拟泄漏蒸汽三维粘性流场,确定蒸汽激振力。研究结果表明小的静偏心和动偏心条件下,转子涡动动偏心在动叶通道诱发的激振力要大于静偏心激振力;围带汽封汽流预旋速度对间隙激振力有重要影响;调门不对称进汽也是蒸汽激振力的另一个重要来源。     

气流激振力作用下碰磨转子的分叉现象

采用超超临界压力是提高汽轮机热效率的重要途径。随着蒸汽参数的提高,作用在转子上的激振力将显著增大,使得机组发生气流激振的可能性远远大于亚临界机组,因此有必要对气流激振作用下转子的非线性动力学特性加以研究。本文采用双控体模型来计算气封腔内的蒸汽对转子的激振力,分析了气流激振力作用下的碰磨转子的分叉特性。着重讨论了输入气压、密封间隙及转子转速等决定气流激振力大小的因素对碰磨转子分叉特性的影响。研究结果表明,气流激振力将明显抑制碰磨转子的拟周期运动。这种抑制作用随着输入气压的升高、密封间隙的减小而增强。     

某型工业汽轮机汽流激振稳定性计算分析

采用Riccati-多项式传递矩阵法计算了故障转子T6530和新T5530转子-轴承-汽封汽流激振状态下的轴系稳定性.结果表明,平衡活塞密封是导致汽流激振失稳的主要激振源;结果还表明在计入平衡活塞密封激振力后T6530稳定性远低于T5530.     

大型汽轮机中汽流激振对轴系稳定性的影响

文章阐述了汽流激振力的分类及各种激振力的计算，对考虑汽流激振后轴系稳定性的计算方法进行了论述，并结合一工程实例计算了汽流激振对轴系稳定性的影响，最后提出了相应预防和解决措施。     

部分进汽下调节级叶顶偏心激振特性研究

建立了某350 MW汽轮机调节级全三维计算流体力学模型,研究部分进汽时不同阀序及阀门开度下转子偏心和叶顶围带对流体激振特性的综合影响规律。结果表明:随着各阀后压力升高,累计质量流量增大,激振力先增大后减小;激振力主要来自叶片内弧,但对于偏心状态下的自由叶片,累计质量流量较小时激振力主要来自叶片顶部;垂直与水平方向上的激振力近似相等;非对角进汽时比对角进汽时的激振力大,其中有、无围带叶片模型分别在开启Ⅰ阀、Ⅱ阀和Ⅲ阀时及非均匀开启四阀时的激振力达到最大值,约占高压转子重力的24%～35%;转子偏心及叶顶围带结构均会导致激振力增大,但也受到进汽阀序、转子偏心方向及两者相对位置的影响;相同工况下,转子偏心时最大激振力约为无偏心时的133.94%,有围带叶片的最大激振力约为自由叶片的150%。     

横向流体激振力作用下叶轮转子的分岔特性

将离心叶轮转子系统简化为Jeffcott转子,建立了带有支座松动与碰摩耦合故障的不平衡离心叶轮转子在非线性横向流体激振力和非线性轴承油膜力作用下的振动分析模型,并推导了系统的无量纲运动方程.运用数值积分法研究了系统的分岔特性,最后分析了横向流体激振力对含有松动与碰摩的离心叶轮转子系统动力学性能的影响.结果表明:在转速较高时,横向流体激振力对该类转子的分岔特性有较大影响.     

旋转机械蠕变引起的转子渐进式弯曲研究

针对某大型汽轮发电机组高中压转子上发生的启停机振动差异现象,从大外力作用下蠕变变形的角度进行分析,建立转子蠕变弯曲计算模型,分析外力与作用时间等因素对蠕变弯曲的影响。结果表明:大不平衡力作用下转子会发生因蠕变引起的弯曲变形,变形量随时间延长逐渐增大并最终趋于稳定;蠕变对振动的影响主要表现在临界转速区域,因启停机过程变形量差异而导致振动有较大差异。     

静叶尾迹流引起的气流激振力计算方法与激振力特性研究

在研究汽轮机叶片气流激振力的来源与性质的基础上,建立了静叶尾迹流产生的气流激振力计算模型,开发出了基于Matlab的气流激振力计算与分析软件,以探讨叶片气流激振力特性随叶栅结构参数的变化关系。对国产300MW汽轮机某级叶片的气流激振力进行了计算与分析,结果表明:叶栅的结构参数δ、z、B1、b1、t1对气流激振力特性有较大的影响。在汽轮机设计过程中,合理地选择上述结构参数,可以有效地控制气流激振力。     

1000 MW核电汽轮机转子扭转刚度模化分析

针对核电汽轮机转子扭振特性的模化分析,综合考虑焊接转子轮盘的复杂结构,通过应变能法计算了一系列无量纲参数下2种典型轮盘简化模型的扭转刚度,归纳得到了2种典型轮盘简化模型的扭转刚度计算方法。典型的计算例子表明文章提出的模化方法在分析轴系扭转振动特性问题上具有较高的精度和效率。     

蒸汽轴向流动对汽轮发电机组轴系扭振响应的影响

对在汽轮机高压和中压调节阀快关动作后蒸汽沿轴向流动过程对轴系扭振响应的影响进行了研究。轴系的计算模型采用连续质量模型。外激励模型是考虑了汽轮机ＤＥＨ系统、热力系统以及单机对无穷大电网的机电耦合数学模型。对３００ＭＷ汽轮发电机组的仿真计算表明,考虑蒸汽流动导致的激励扭矩沿汽轮机轴向瞬时变化时,对轴系的扰动和轴系扭振的激励加强,蒸汽载荷变化对汽轮发电机组轴系扭振的影响是较大的,在轴系安全评价中必须加以考虑。图４参３     

单叶片螺旋离心泵水力平衡性能优化

为了研究螺旋离心泵水力平衡性能的优化效果,以一台单叶片螺旋离心泵为例,采用3种切割出口边形式,通过CFX15.0对泵流场进行非定常计算,对比分析了不同切割形式下径向力和扬程随时间的变化情况,利用SAMCEF研究了转子的临界转速及振型,并分析了在径向力激励下转子系统的瞬态响应。结果表明,不同切割形式下,作用于叶轮的径向力均呈周期性变化,周期与叶轮旋转的周期相同;径向力恒定值的大小随切割角度的增大而降低,扬程亦随切割角度的增大而降低;设计转速下,转子系统不会出现共振情况,振幅随切割角度的增大而减小,切割角度为30°时振动最小,且扬程达到要求。     

汽轮机转子临界转速计算方法

汽轮机转子临界转速分析计算是汽轮机结构设计应用中最关键的一个环节,对汽轮机转子的安全运行和全寿命管理具有非常重要的意义。分别采取能量法和分析法的方式来计算转子的临界转速,并对两种计算方法进行了相应的对比,在实际工程中具有很高的实用价值。     

Rotor-stator gap flow analysis and experiments

An analysis of rotating flow in a turbogenerator rotor-stator gap with axial through flow is presented. The analysis considers changes in mass, angular momentum and static pressure that occur both between and across regions where cooling flow is injected, and may be applied to both smooth and rough rotors and stators. A simple calculation shows that most turbogenerator gap flows are undeveloped with an average tangential velocity different than half the rotor speed. The analysis is compared to data from a recent set of experiments. Comparisons are made for gap flow with both a constant and varying axial through flow; the latter caused by air injection from the rotor. In both cases, the agreement is extremely good     

内燃机轴系扭转—纵向耦合振动数学模型

本文提出了一种具有非线性刚度的弹簧一质量模型,用于计算内燃机轴系的扭转—纵向耦合振动。以单曲柄为例,对(1)仅有扭转激励力矩,(2)仅有轴向激励力,(3)两种激励力同时存在的三种情形分别作了分析计算,证明了该模型的可行性。对单曲柄和双曲柄系统的仿真算例和谱分析结果给予了进一步的论证。最后,本文还将该模型推广至更符合实际的多自由度系统。