汽轮机低压转子叶片频率评价方法及测量实例分析

汽轮机运行中,叶片承受多种多样的周期或随机激振力,叶片振动不可避免,振动导致叶片疲劳损伤,最终发生汽轮机叶片事故。汽轮机叶片动频率和动应力在线监测可以准确监测叶片运行工作状态,但需要使用非接触遥测测量系统,故在运行机组上应用较少。目前叶片安全性评价普遍采用静态下测取叶片静态频率数据,间接计算出叶片动态频率数值,以准确判断叶片是否避开共振合格范围。介绍了低压转子叶片频率测量试验方法和评价标准,给出了叶片动频系数和动频率具体计算方法。根据某机组低压转子叶片静频实测数据,应用动频计算得出叶片安全评价系数,给出叶片振动特性评价结果和指导建议。     

蒸汽品质与汽轮机叶片事故

介质腐蚀和通道状况的影响是汽轮机叶片动强度设计中主要考虑的因素.列举了几台汽轮机叶片因蒸汽品质不良,而引起叶片表面点腐蚀,导致叶片动强度不足的叶片事故.同时指出叶片表面结垢严重还会使叶片自振频率和振型发生改变,使叶片工作安全性降低.     

阿勒泰某风电场叶片折断事故分析

近年来运行中的叶片折断事故时有发生,已经造成了严重的经济损失,提高风机叶片质量已迫在眉睫,根据某风电场叶片折断事故,从叶片设计问题、叶片生产质量、叶片曾遭受雷击、叶片受低温环境影响、叶片超限运行对叶片折断事故进行分析,并提出相应的叶片折断预防措施。     

风力机叶片流固耦合计算分析

流固耦合条件下风力机的叶片变形及振动分析对大型风力机的安全具有重要意义。采用k-SST紊流模型和滑移网格技术,对美国国家可再生能源实验室5 MW海上风力机叶片进行了流固耦合计算分析。结果表明:叶片在额定风速流固耦合作用下会发生挥舞方向、摆振方向变形和扭转变形,越接近叶梢,叶片变形就越大而且变形呈非线性分布,而在叶片中段容易出现应力集中区;考虑叶片流固耦合作用时叶片所受到的持续平均气动力略大于未考虑叶片流固耦合作用时的情况;叶片流固耦合作用使叶片气动攻角、扭矩增大;而叶片攻角增大是导致叶片扭矩增大的主要原因。     

燃煤锅炉引风机叶片再制造应用研究

再制造具有优质、高效及环保的特点,燃煤锅炉引风机叶片的再制造具有十分显著的经济效益及节能、节材效果。在分析燃煤锅炉引风机叶片失效机理的基础上,介绍了引风机叶片在再制造中的主要工艺过程,重点阐述了引风机叶片表面强化时的热喷涂涂层的材料与制备工艺的选择。研究表明:对于失效的引风机叶片,采用微弧仿形堆焊或激光仿形堆焊能有效地恢复叶片的尺寸及形状;在叶片的再制造中,通过对叶片表面采用高速电弧喷涂、火焰喷熔等强化处理,能进一步提高引风机叶片的使用寿命。引风机叶片的再制造费用一般仅为新叶片的20%～40%,但其耐磨性优于新叶片,具有显著的经济效益和社会效益。     

主梁腹板偏置及复合材料铺层的大型风力机叶片结构性能分析

为研究大型风力机叶片内部结构偏转及表面偏轴蒙皮纤维共同作用下的叶片结构性能,基于NX二次开发建立NREL5MW叶片CAD模型,通过CFD方法求解叶片气动载荷,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲稳定性计算。结果表明：各叶片一阶固有频率均有下降,腹板偏转角θ对叶片模态影响高于纤维偏转角α;在气动载荷作用下,叶尖最大形变量均大于传统叶片;叶片最大应力位于近叶根最大弦长处,叶片表面应力随偏转腹板角θ增加而增大,且θ>0叶片均大于θ<0叶片;θ<0叶片易屈曲失稳区域于前段气动区,而θ<0位于近叶根区靠近前缘处,同一偏转角度下,θ<0叶片一阶屈曲因子均大于θ>0叶片,抗屈曲能力较好;综合分析,θ=-15°,α=15°叶片模态降幅小,屈曲因子增幅及表面应力降幅较为显著,降低叶片结构应力效果良好。     

水轮机叶片数控加工工艺技术研究

阐述了水轮机叶片数控加工工艺的技术方法,重点对毛坯余量控制、叶片划检、叶片装夹、叶片加工及叶片修磨等工艺环节进行了分析研究。实践证明,水轮机叶片数控加工工艺方法具有加工效率高、精度高等优越性,使转轮加工质量大幅度提高。     

叶片几何参数对水轮机稳定性的影响

本文主要从水力设计出发 ,根据叶片几何参数的变化 ,在不同工况下 ,利用CFD技术对叶片的压力分布、速度矢量变化、流线分布和叶片出水边环量变化的情况进行了分析。并将CFD分析的结果与模型试验中转轮涡带、叶片脱流情况及叶片应力计算结果进行了对比。探讨了叶片进口冲角对叶片头部脱流的影响、叶片出水边环量变化对转轮出口涡带的影响和叶片形状对叶片应力分布情况的影响。最后总结了叶片几何参数的变化对水轮机稳定性的影响     

汽轮机叶片可靠性研究新技术

本文介绍了汽轮机动叶片可靠性研究的新技术,包括叶片可靠性的统计分析、叶片振动和动强度的概率设计、叶片运行可靠性的评估和叶片可靠性的考核验证.     

刘家峡水电厂1#水轮机转轮叶片裂纹分析

本文介绍了刘家峡水电厂1#水轮机转轮叶片的裂纹情况,分析了叶片铸造缺陷、存在卡门涡共振、转轮叶片出水边与叶片联接部位存在应力集中等造成叶片裂纹的主要原因,并介绍了加大转轮叶片出水边与下环联结处的过渡圆角、转轮叶片出水边修型、避振运行等相应的处理措施。     

大型供热汽轮机中压末端叶片设计

大型火电汽轮机为了满足热用户的要求,供热用户用蒸汽的能力,抽汽取自中压缸排汽口。为此,在叶片强度设计上要特殊考虑,即采用加宽加强措施,把蒸汽弯应力减小到纯冷凝工况水平以下。     

动叶水蚀疲劳寿命分析模型的研究

为了提高汽轮机湿蒸汽级叶片的可靠性，预防电厂中汽轮机叶片的水蚀疲劳断裂，基于动叶通道中水滴运动、撞击叶片表面速度分布以及液固撞击等效应力，采用合适的疲劳始裂寿命计算公式和非线性疲劳累计损伤准则，建立了叶片水蚀疲劳寿命分析模型。详细分析了某汽轮机湿蒸汽级动叶片的水蚀疲劳特性，获得了其水蚀疲劳的门槛速度，这一速度与实验数据吻合较好，同时获得了该动叶片在不同汽轮机运行工况下水蚀疲劳的状况，疲劳初始裂纹发生的部位和时间。文中建立的叶片水蚀疲劳寿命分析模型可以定量地计算水蚀疲劳寿命，为分析、预防水蚀提供了有力的工具。     

汽轮机末级叶片颤振设计

随着汽轮机的大型化和多样化,汽轮机的叶片振动安全性会出现新的问题,叶片会在非共振强迫振动下产生振动疲劳破坏。研究表明．这是一种叶片颤振。目前,预估汽轮机叶片失速颤振的简化方法有：半经验法、经验法和三维粘性失速颤振数值解法。本文从微分方程稳定性原理出发,阐明了叶片颤振的机理。介绍了几种预估末级叶片颤振的方法,变形激盘法是作．者早期与北航共同开发的一种半经验法,已用于工厂叶片颤振设计。并根据作者的经验,推荐了几种经验法来预估叶片的颤振特性。     

基于模态分析的汽轮机叶片有限元拓扑结构优化

针对汽轮机叶片疲劳损伤产生原因,提出了基于模态分析的叶片有限元拓扑结构优化的基本理论、模型和计算过程。以 300 MW汽轮机低压缸变截面叶片为例,进行了具体的优化分析和计算,并对汽轮机经济性(级效率和功率)影响作了讨论。计算分析表明,应用有限元法对叶片进行结构改进是可行的,也可为汽轮机叶片结构设计提供理论依据。     

汽轮机叶片汽道加工

论述了汽轮机叶片——等截面直叶片、斜铣叶片、斜铣加靠模、扭曲叶片、斜铣加扭曲、斜铣扭曲加靠模及自由成型叶片的汽道加工方法。     

汽轮机低压叶片断裂原因分析

某台汽轮机低压叶片发生断裂,通过对叶片常规强度、动频、有限元强度的计算及有限元动响应的分析,结果表明:叶片断口位置均位于与轴向一阶及扭振一阶共振时所产生的最大动应力区域,在500～620Hz频率范围内的汽流激振是叶片低周疲劳断裂的根本原因。对此,提出了提高叶片材料抗腐蚀性能,采用自带冠成圈结构叶片,避免低负荷低真空运行等防治措施。     

厦门电厂4号汽轮机叶片断裂原因分析

厦门电厂4号汽轮机第10级叶片断裂,通过宏观特征观察、断口扫描电镜分析、叶片材料化学成分分析、微观金相检查以及硬度、冲击试验等方法,对叶片断裂原因进行分析,得出结论认为：由于叶片结构及机组抽汽和负荷的频繁变化,导致叶片异常振动,并在应力集中部位引发裂纹源,最终产生低应力高周疲劳断裂。     

基于随机有限元的汽轮机叶片强度计算

在实际运行中,影响汽轮机叶片强度的随机性因素很多,为了实现叶片高可靠性设计的要求,必须考虑随机因素的影响。确定性有限元方法虽可达到较高的计算精度,但是没有考虑到参数的随机性,因此将随机分析方法与确定性有限元相结合,形成随机有限元,进而对其进行可靠性分析具有重要的研究和应用价值。以汽轮机末级扭叶片为研究对象,考虑了弹性模量、蒸气作用力、转速的随机性,建立了旋转变截面扭梁模型；运用应变能原理推导了包含轴向变形、弯曲变形和剪切变形共同作用下的单元刚度矩阵和载荷列阵；应用局部平均法离散弹性模量随机场；编制了二阶摄动随机有限元程序,分别计算了弹性模量、蒸汽作用力、转速随机时叶片应力的统计特性；通过与Monte Carlo数值模拟法进行对比,验证了该文方法的正确性。     

汽轮机动叶片氯腐蚀的分析与对策

汽轮机动叶片因腐蚀而引起的断裂事故严重威胁汽轮发电机组的安全经济运行，而氯腐蚀又是动叶片腐蚀的重要原因。为此，通过对某电厂300MW机组叶片断裂事故的分析，探讨动叶片氯腐蚀的机理与特点，并提出相应的对策，即通过对铬合金钢叶片进行表面强化．严格监视给水的pH值，加强水处理，降低氯离子的浓度，来防止汽轮机动叶片的氯腐蚀。     

汽轮机热力设计平台

介绍一套集汽轮机热力设计计算、产品数据库管理、热力性能图表生成于一体的设计平台。使用该平台能够直观、快速、高效地进行汽轮机通流部分及热力方案设计。文章阐述了汽轮机通流部分及热力方案设计和数据库系统的运行环境、总体结构、各子系统结构与功能以及开发中的技术要点。