超临界汽轮机中压缸热应力的有限元分析

应用有限元分析程序计算分析了超临界1 000 MW汽轮机中压内缸稳态运行时的温度场、热应力、综合应力,得到了该汽轮机中压缸较全面的强度数据。并对中压内缸进行了接触分析,考核其汽密性,为汽缸的安全性评定和寿命预测提供了技术依据。     

大功率汽轮机筒形内缸的强度和汽密性分析

大功率汽轮机的高压内缸设计成热套环紧固的圆筒形结构形式,避免了水平中分面厚重的法兰,使得汽轮机在启动、停机和变工况时不会在汽缸内外壁产生过大的温差,从而降低了缸壁中的热应力。在圆筒形汽缸的结构设计中,如何确定热套环与内缸的过盈量,保证汽缸的强度和汽密性均满足机组安全稳定的运行要求是非常重要的。本文采用三维有限元分析方法,建立某660 MW汽轮机高压内汽缸的非线性接触有限元分析模型,进而计算其的变形、应力,确定热套环与汽缸的过盈量,计算结果直接指导了该汽缸的方案设计。该汽缸已进行了水压试验,试验结果与数值分析结果非常吻合,并且在2014年已投入商业运行,其安全可靠性得到验证,这说明数值分析方法可作为筒形汽缸设计的重要手段。     

650 MW核电汽轮机高压缸外缸贯穿性裂纹处理

针对650 MW核电汽轮机升功率运行过程中,高压缸外缸出现贯穿性裂纹并大量漏汽的缺陷,介绍了监督运行的安全性分析与实际经验,高压缸缸体焊接修复变形及应力分布有限元仿真计算,贯穿性裂纹产生原因与现场修复工艺,突发共模缺陷问题的应急处理等,为同类型汽轮机高压缸严重贯穿性裂纹的监督运行与处理工艺提供了借鉴。     

600 MW超临界机组滑参数停机探讨

滑参数停机能快速降低汽轮机转子和汽缸温度,缩短汽轮机检修前盘车运行时间,有利于尽快进行汽轮机本体检修。介绍了石洞口二厂600 MW超临界机组滑参数停机过程中锅炉压力、汽温、汽轮机转子应力、汽缸探针温度等参数控制的范围和操作要点。分析了滑参数停机过程中存在的问题及解决方法。     

158型汽轮机高压缸上下缸温差突变原因分析

9FA燃气-蒸汽联合循环机组在正常停机若干小时后,158型汽轮机高压缸上下缸温差急剧变化,导致机组在清吹阶段因轴振大而中止启动。通过对高压主汽管道各区域温度分布情况的分析和计算,找到造成高压缸缸温差异常的原因。     

引进型300MW汽轮机内缸法兰螺栓的有限元应力分析

简要介绍用于内缸法兰螺栓应力分析的各种主要载荷及其确定方法，采用有限元法进一步建立起法兰螺栓系统的三维有限元模型。针对各种主要载衙(冷热紧固应力、汽轮机运行中的温度应力及汽缸蒸汽压力等)分别计算出缸体及紧固螺栓的整体与局部Mises等效应力分布，并从结构应力角度初步分析高压内缸法兰螺栓的断裂原因。     

采用热喷涂和涂镀新工艺修复变形的汽轮机高压汽缸结合面

一、汽机概况平顶山电厂2号汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的51—50—3单缸、凝汽、冲动式汽轮机,额定功率50MW,进汽温度535℃,进汽压力90绝对大气压,由前缸、中缸和后缸三部分组成。高压缸的前汽缸其材质为 ZG20CrM0V。金相组织为铁素体和弥散分布于晶体及晶界上的     

汽轮机内缸二维温度场计算模型

为研究汽轮机内缸温度场,在二维圆筒壁非稳态导热微分方程的基础上,得出了汽轮机内部蒸汽温度沿轴向线性分布、随时间非线性变化、外壁对流换热的温度场迭代计算公式。该模型与有限元计算结果的对比表明,所得模型计算精度高,速度快,可用于汽轮机内缸温度场的计算,进而可计算出内缸的轴向热膨胀。     

高低齿汽封表面换热系数计算方法研究

为探索汽轮机关键部件换热系数的计算方法,以某高压转子轴端高低齿汽封为例,对比分析了表面换热系数的4种常用经验公式,同时采用数值模拟方法研究了不同结构参数汽封的表面换热系数并得到拟合公式。结果表明:美国西屋公司、南京工学院-哈尔滨汽轮机厂和苏联采用的经验公式在结构上具有相似性,均与汽封间隙、汽封室高度、齿数、蒸汽导热系数和雷诺数相关。根据数值模拟结果得到的汽封表面换热系数与近壁面雷诺数和普朗特数正相关;换热系数呈周期性变化,在齿间隙出口处达到极值,且短齿出口处表面换热系数较大;当汽封间隙减小、汽封室高度或齿数增加时,换热系数减小;根据数值模拟结果得到的换热系数拟合公式,具有较好的适应性。拟合公式可用于叶顶汽封、隔板汽封、轴封等高低齿汽封表面换热系数的计算,同时该方法提供了一种计算大容量高参数汽轮机关键部件换热系数的思路,可为其设计和安全性校核提供依据。     

凤台电厂2号机汽缸变形分析与处理

分析了淮浙煤电凤台电厂2号超临界汽轮机高中压内缸变形情况,查出了汽缸变形的主要原因为高中压内缸隔热板与高中压外缸间隙过大导致汽缸排汽进入高中压缸夹层冷却内缸外壁以致高中压内缸内外壁温差大致使汽缸变形。     

汽轮机启停过程中上下缸温差增大的控制

详细分析了阳城电厂600 MW汽轮机组在启停机过程中出现的高、中压缸上下缸温差异常增大的原因。得出上下缸温差增大的主要原因是:汽机排汽、疏水系统阀门关闭不严,冷的蒸汽通过汽机本体疏水门、高压缸排汽逆止门倒流进入汽缸内;忽视了在汽轮机启、停过程中机组真空值以及汽机本体疏水阀门的开关状态对上下缸温差的影响。着重介绍了如何通过调整机组的真空值以及疏水阀门的开关状态,对启停机过程中汽轮机上下缸温差进行控制,保证汽轮机组的安全启动和停运,为国产汽轮机组在启停过程中上下缸温差控制提供参考和借鉴。     

汽轮机偏周波运行事故分析

某电厂因汽轮机偏周波运行引起停机事故。基于对汽轮机偏周波运行事故过程的分析,得出高、低压旁路后蒸汽温度波动频繁及事故停机的主要原因是高压排汽逆止门未开启而汽轮机带大负荷、造成高排金属温度高。分析了切除高压缸带大负荷对汽轮机的危害,提出了有关偏周波保护、低旁减温水、高压排汽逆止门的逻辑组态建议。运行实践表明:该逻辑组态方案可以避免事故发生,并且安全、可靠。     

超超临界汽轮机冷段再热蒸汽管道材料选择

超超临界机组冷段再热蒸汽管道材料的选择主要取决于冷段再热蒸汽管道的设计温度、汽轮机制造厂的特殊要求以及机组最恶劣的运行工况。管道材料必须满足机组在运行、试验、启动及停机期间可能出现的最高工作温度。对于国产引进技术生产的超超临界汽轮机,分析了各种工况下高压缸排汽温度升高的可能性。根据汽轮机高压缸的排汽温度、高压旁路配置容量以及旁路功能,提出了选择冷段再热蒸汽管道材料的相应方案。     

汽轮机偏周波运行事故分析

某电厂因汽轮机偏周波运行引起停机事故.基于对汽轮机偏周波运行事故过程的分析,得出高、低压旁路后蒸汽温度波动频繁及事故停机的主要原因是高压排汽逆止门未开启而汽轮机带大负荷、造成高排金属温度高.分析了切除高压缸带大负荷对汽轮机的危害,提出了有关偏周波保护、低旁减温水、高压排汽逆止门的逻辑组态建议.运行实践表明:该逻辑组态方案可以避免事故发生,并且安全、可靠.     

国产超临界600 MW汽轮机选用材料探讨

河南华能沁北电厂一期２×６００ＭＷ超临界机组作为国产超临界机组的依托项目,拟选用再热汽温５６６℃,主汽温度５３８℃或５６６℃两种方案。这种超临界汽轮机与亚临界汽轮机相比,主要有以下不同：１初压高,约１４５倍。耐压件汽阀、汽缸等壁厚增加约１２倍;高压缸隔板压差大,隔板厚。２高压级比容小,约０６５倍。高压缸高压段叶片短。３再热气温高,主汽温度也可能提高。中压缸第一级叶轮宜考虑冷却。由以上不同点可以看出,考虑到压力和蒸汽温度的提高,超临界汽轮机与亚临界汽轮机所用材料不能完全相同,特别是汽阀、高压缸和中…     

1000MW汽轮机缸效率能耗敏度分析

以东汽1 000 MW汽轮机为研究对象,采用汽轮机组定功率变工况计算方法,对汽轮机各汽缸效率在THA、70%THA、50%THA、40%THA滑压工况进行敏度分析,得到相应工况下各汽缸效率变化对汽轮机热耗率和机组发、供电煤耗率的影响规律。分析表明,缸效率的能耗敏度随缸效率变化基本呈线性关系;低压缸效率的能耗敏度最大,高压缸效率次之,中压缸效率较小;随机组负荷降低,高压缸效率的能耗敏度增加,中、低压缸效率的能耗敏度变化较小。在THA工况下低压缸效率下降1%,供电煤耗敏度绝对值增加1.246g/(kW h),相对值升高0.433%;高压缸效率下降1%,供电煤耗敏度的绝对值增加0.44g/(kW h),相对值升高0.154%;中压缸效率下降1%,供电煤耗敏度的绝对值增加0.352g/(kW h),相对值升高0.122%。分析结果可对同类型机组进行节能诊断,进而指导机组的优化运行。     

汽轮机高压缸内部漏汽的试验分析与处理

在汽轮机改造后的性能试验中,发现高压缸抽汽温度过高,通过分析认为缸内存在漏汽．并指出了漏汽的位置。通过开缸检修处理,消除了漏汽。并由再次试验验证了处理效果,提高了机组的经济性和安全性。     

65MW汽轮机汽缸快冷法兰螺栓加热装置的改造

针对原汽缸法兰螺栓加热装置存在的问题和汽缸变形原因 ,合理设计加装了汽缸快速冷却装置 ,对螺栓加热系统进行了改造 ,解决了汽缸结合面漏汽问题 ,使汽轮机停机后揭缸时间大大提前     

200MW汽轮机停机后强迫冷却试验研究

汽轮机定参数停机后，采用汽缸强迫冷却可缩短汽缸自然冷却时间，提高机组可用率和发电量．真空抽吸空气冷却法分为正向和逆向，区别在于高压缸冷却空气的流线方向相反，靠射水抽气器来抽吸系统上与大气相通阀门的空气，使之进入汽缸来强迫冷却。简式锅炉余汽冷却是利用锅炉汽包的余汽，通过夹层加热联箱进入汽缸来强迫冷却。     

1 350 MW超超临界汽轮机技术特点及分析

介绍了申能安徽平山电厂二期工程1×1 350 MW汽轮机的技术特点,即采用高低位汽轮机布置、双轴二次再热,其中,高置轴系汽轮机包括1个超高压缸和1个高压缸,低置轴系汽轮机包括2个中压缸和3个低压缸。阐述了汽轮机容量及汽缸配置的优化选择,并对不同汽缸配置方式进行了对比分析,此外,还分析了汽轮机蒸汽参数选择及优化,最后,介绍了轴系的轴向死点布置以及汽缸模块、汽阀的结构特点。