汽轮机叶片动应力计算及其优化

分析了汽轮机叶片激振力载荷谱,研究了叶片振动模态对激振力的响应特性－模态力,给出了汽轮机叶片动应力的计算方法。建立了叶征振动频率和激振力优化数学模型,探讨了动应力优化的途径。给出了６８０ｍｍ叶片的算例。     

汽流激振力诱导汽轮机转子的非线性运动特征

非线性汽流激振力严重影响转子运动,通过实验与数值模拟方法对带有叶片的超超临界机组高压转子的三维流场进行计算,根据流场压力积分得到非线性汽流激振力,并拟合成方程以弥补传统公式的不足。将汽流激振力的拟合方程带入转子-轴承运动系统,得到非线性汽流激振力作用下汽轮机转子的非线性运动特征,分析了转子运动的分岔和混沌特性。结果表明:基于流场计算所得到的非线性汽流激振力方程具有较高的准确性。非线性汽流激振力可导致转子涡动中心偏移,由周期运动变为混沌运动。转子运动的混沌区域随负荷的增加呈现"增加—减小—增加"的变化趋势。振动频率出现1/2转速频率、一阶临界转速频率(约为2/3分频)以及1/2转速以下的连续低频。随着机组负荷的增加,转子运动的混沌区域变宽,转子运动的稳定性降低。     

《发电设备》2002年年度索引

综　述电站某些实用技术研究和应用的新进展 1　 1电机辅机机电一体化产品研制和应用的新　进展 3　 40火力发电厂建设中如何实现降低厂用电耗　的要求 3　 43发电厂商业化运营技术支持系统 5　 41液态金属磁流体发电系统 5　 45流体解析在水轮机上的应用 5　 49初论吹灰器在锅炉上的应用 6　 48理论分析与研究山东省发电量预测模型的研究 1　 4从数学和力学角度分析锅炉爆管及解决爆　管的数学模型确立 1　 7转子叶片在非均匀来流条件下的流体激　振特性 2　 1炉膛压力与燃烧速度的再研究 4　 5 3电站锅炉暖风器疏水侧调节的优越性 5　 1 5…     

汽轮机进汽方式对调节级叶顶间隙蒸汽激振力影响的研究

该文从分析动叶片轮周力角度出发，研究了汽轮机调节级内汽流周向分布不均匀及进汽方式等因素对叶顶间隙汽流激振力的影响，建立了叶顶激振力模型。新模型考虑了汽流激振力静态/动态以及直接/交叉刚度系数的影响。以某型300MW机组为例进行了计算分析。结果表明：进汽方式对汽流激振力影响较大。在一定范围内汽流力随偏心量的改变而线性改变。不同工况下汽流力的大小和方向会发生改变，直接影响轴承载荷。对动态汽流力的研究表明，汽流激振不仅产生交叉刚度项，还会产生直接刚度项，两者都很重要。良好的设计和运行方式能减小汽流激振力，有利于机组的安全运行。     

电机振动噪声研究(五)电磁噪声控制

综上所述,电机的电磁噪声辐射主要取决于气隙中径向电磁力、电机结构的振动响应,以及电机表面声辐射特性。因而降低电磁噪声的各种方法可以归结为:(1)降低电磁激振力及提高激振力波次数;(2)降低电机表面振动量;(3)降低声辐射效率。5.1 定转子槽配合幅值较大的定、转子齿谐波磁场由定、转子槽数 Z_1、Z_2决定,因而槽配合直接影响定、转子谐波磁场相互作用产生径向力的大小、次数和频率,对电磁噪声的大小和频率影响甚大。设计中正确选择配合是避免产生过大电磁噪声的关键,对笼型转子电机尤为重要。     

汽轮机汽流激振故障的原因分析

蒸汽涡动、调节级汽流扰动、转子与汽缸摩擦造成的强迫振动等都可能引起电厂汽轮机发生汽流激振,汽流激振主要原因是蒸汽涡动.汽轮机中一般有三种不平衡蒸汽压力能引起转子产生自激振动,影响汽机抽系的稳定性.在深入分析引发汽流激振故障可能的原因以及蒸汽激振力产生的原理后,为提出汽流激振的诊断和维修提出建议.     

350 MW汽轮机组汽流激振故障分析及处理

介绍了某电厂350 MW汽轮机高中压转子低频异常振动故障;分析出故障原因为汽流激振,同时认为振动明显受到高调阀开度大小的影响。通过对汽流激振的机理和振动特征的分析,提出了相应的处理措施,为解决汽轮机组类似问题提供了借鉴。     

透平叶片与流场系统的稳定性分析--非定常欧拉解法

将三维非定常流场与固体弹性叶片作为一个系统,通过三维欧拉非定常流场与叶片动态响应的迭代计算,来研究叶片－流场系统的稳定性,对某一蒸汽透平动叶片,在一定的流量范围内,求得叶片－流场系统的动态特性,判别其运行的稳定性范围。     

不调频叶片检修方法一例

不调频叶片发生裂纹,应怎样检修?这里介绍一种方法。1.叶片受力分析作用在汽轮机叶片上应力可由叶片静应力σ_(st)和叶片动应力σ_D两部分组成:即σ=σ_(st)+σ_D叶型部分的静应力σ_(st)主要由离心力(拉应力)σ_(ct)离心弯应力σ_(cb)和总的蒸汽静弯应力σ_(sb)三部分组成。即σ_(st)=σ_(ct)+σ_(cb)+σ_(sb)。动叶片应力σ_D,是由于汽流不均匀和其它原因引起的周期激振力所激发的。叶片在运行时,受到周期性的激振     

汽流激振下汽轮机各向异性转子振动特性分析

为了探究汽流激振对汽轮机转子振动特性的影响,通过数值模拟得到前8级不同负荷下汽流激振力,将其等效为气体轴承施加在转子上。用集总参数法模化某1000MW超超临界汽轮机高压缸转子,建立各向异性支承模型,利用Riccati传递矩阵法求解得到汽流激振对转子振动特性的影响。结果表明：在汽流激振作用区域,负荷越大,椭圆轨迹方位角越大。随着负荷增加,一阶固有转速增加,二阶减小,汽流激振力对固有转速影响不大。随着负荷变大,一阶和二阶的对数衰减率皆减小。当达到额定负荷时,对数衰减率为0.012,较无汽流激振力的下降97.5%,转子稳定性裕度严重不足,容易失稳。     

基于轮系的动过滤井下采油筛管的流场分析与动力计算

动过滤井下采油筛管是利用抽油泵工作时井底流体的动能使筛管的叶轮产生驱动力矩,通过传动装置带动辗辊转动,实现筛管的防砂和过滤。在工作条件下,作用于叶轮上的动力矩能否使得筛管转动是决定筛管设计成功如否的关键。基于计算流体动力学（CFD）软件,对筛管流场进行了分析计算,获得了工作条件下的叶轮轴的动力矩,验证了所设计的筛管结构是合理的。分析了影响流场的主要参数,结果表明,较多的叶片数、较大尺寸的入口直径以及较小的叶轮高度能产生较大的动力矩,这对于筛管的结构优化具有一定的意义。     

尾切叶片全叶栅气动特性的实验研究

在不同节距和冲角下，对具有尾切叶片的透平高压级转子全叶栅进行了静吹风。实验结果表明，无论在设计和变工况下，由于二次流损失的影响端壁附近的流量系数最小，这是实际最佳尾切尺寸小于理想最佳尾切尺寸的原因之一，但不是主要原因。主要原因是前列静子叶栅叶片尾切使尾流区加宽，这样的尾流进入转子流道引起流动严重恶化。     

Start-up circuit upgrading to reduce the erosion of the rotor blades of the last stages of steam turbines and prevent the mass strips of stellite plates

At turbine starts with low steam flow rates in idle mode, the low-pressure rotor blades consume energy, causing the ventilation heating of the stages and creating higher depression in them than in the condenser. This leads to the return steam flows in the exhaust of the low-pressure cylinder (LPC), reducing the heat due to the moisture of starting steam damps and cooling injections. It is shown that, as a result of upgrading with the transition to fully milled shroud platforms of rotor blades, the depression in the stages decreases and their cooling efficiency is reduced due to the removal of an elastic turn of the rotor blades under the action of centrifugal forces and seal of them by periphery. Heating the rotor blades of the last stages exceeds the temperature threshold of soldering resistance of stellite plates (150°C), and their mass strips begin. The start-up circuit providing both the temperature retention of the last stages lower the soldering resistance threshold due to overwetting the steam damps up to saturation condition and the high degree of removal from the dump steam of excessive erosive-dangerous condensed moisture was proposed, applied, and tested at the operating power unit. The investment in the development and application of the new start-up circuit are compensated in the course of a year owing to guaranteed prevention of the strips of stellite plates that lengthens the service life of the rotor blades of the last stages as well as increase of the rotor blade efficiency due to the sharp decrease of erosive wear of the profiles and reduction of their surface roughness. This reduces the annual consumption of equivalent fuel by approximately 1000 t for every 100 MW of installed capacity.     

汽轮机转子半锥形涡动的密封汽流激振及动力特性

为探究转子半锥形涡动时密封汽流激振及动力特性,采用FLUENT用户自定义函数和相对旋转模型实现1000MW机组转子的锥形涡动,展现了半锥形涡动时汽流激振特征,并通过快速傅里叶变换得到密封动力特性,分析了半锥形涡动下转子的动力稳定性。结果表明:转子半锥形涡动时,动力系数波动显著。kzz与kyy的绝对值是平行涡动的4倍。直接阻尼czz和cyy发生相反的变化。交叉刚度kzy与kyz均减小,激振力Fz在切向上的作用增强。交叉阻尼在25Hz后相对变化小于35%。锥形涡动对稳定性影响随涡动频率的增加显著增强,不利于转子稳定。密封内湍流效应增强、齿顶射流改变和涡系在空间上的演化会加剧密封内部压力的波动和不均,扩大汽流激振影响,导致转子稳定性降低。     

100MW汽轮机末级水蚀叶片现场修复工艺

介绍了在电厂检修时对1台100MW机组汽轮机末级水蚀叶片的修复情况。修复后,末级叶片无需进行热处理和对转子做动平衡,至今已正常运行两年多。     

高比转速混流式水轮机叶道涡工况下转轮的动力特性分析

为了探讨叶道涡对混流式转轮叶片的作用机理,以某高比转速混流式水轮机为研究对象,选取出现严重叶道涡的小流量工况点开展转轮的瞬态动应力数值模拟。首先基于Navier-Stokes方程和RNG k-ε湍流模型进行了全流道定常和非定常流动计算,得出了转轮内部叶道涡的形态及分布,与实际观测现象非常吻合;然后采用有限元方法对转轮进行了模态分析,获得了转轮在水中的固有频率及振型;最后采用流固耦合方法对转轮进行瞬态动力学分析。研究结果表明:叶片危险部位的动应力的频率为转轮频率的倍频,分布于转轮叶片出口靠近上冠处的局部叶道涡对转轮的作用强度最大,导致叶片出口与上冠连接处的最大动应力值高于一般水轮机转轮的许用应力值,引起转轮该位置发生破坏甚至产生裂纹。     

300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳强度分析

300Mvar空冷隐极调相机转子跨距长、重量大,在自身重力作用下转子挠度和弯曲应力已经达到疲劳设计极限,因此设计出安全可靠的转子结构具有很大难度。本文建立了300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳损耗的三维有限元分析模型,分别对机组额定稳态运行工况及起停机过程的瞬态工况进行仿真计算,分析两种工况下转子的动态应力,并进一步对起停机工况的动态应力进行雨流法分析。最后,根据德国机械工程师委员会的FKM疲劳计算导则,对调相机转子进行寿命评估,保证了300Mvar空冷隐极调相机转子的安全可靠性。     

引风机叶片磨损引起振动及失速的诊断处理

某引风机出现振动超标、出力不足及抢风等故障,分析认为是烟气中粉尘含量较高,粉尘对引风机叶轮及叶片的不均匀磨损造成转子质量不平衡诱发风机振动,并引起风机特性改变造成出力不足及失速“抢风”.对此,进行了叶片修复及动平衡处理.     

Some perspective decisions for the regeneration system equipment of the thermal and nuclear power plants decreasing the probability of water ingress into the turbine and rotor acceleration by return steam flow

The regeneration system heaters are one of the sources of possible ingress of the water into the turbine. The water penetrates into the turbine either at the heaters overflow or with the return flow of steam generated when the water being in the heater boils up in the dynamic operation modes or at deenergization of the power-generating unit. The return flow of steam and water is dangerous to the turbine blades and can result in the rotor acceleration. The known protective devices used to prevent the overflow of the low-pressure and high-pressure heaters (LPH and HPH), of the horizontal and vertical heaters of heating-system water (HWH and VWH), as well as of the deaerators and low-pressure mixing heaters (LPMH) were considered. The main protective methods of the steam and water return flows supplied by the heaters in dynamic operation modes or at deenergization of the power-generating unit are described. Previous operating experience shows that the available protections do not fully prevent water ingress into the turbine and the rotor acceleration and, therefore, the development of measures to decrease the possibility of ingress of the water into the turbine is an actual problem. The measures allowing eliminating or reducing the water mass in the heaters are expounded; some of them were designed by the specialists of OAO Polzunov Scientific and Development Association on Research and Design of Power Equipment (NPO CKTI) and are efficiently introduced at heat power plants and nuclear power plants. The suggested technical solutions allow reducing the possibility of the water ingress into the turbine and rotor acceleration by return steam flow in the dynamic operation modes or in the case of power generating unit deenergization. Some of these solutions have been tested in experimental–industrial exploitation and can be used in industry.     

导叶形式对于两级动叶可调轴流风机的影响

为探究导叶形式和结构对轴流风机的影响,选取某两级动叶可调轴流引风机为研究对象,构建了不同的导叶结构方案,方案一是将所有短导叶变为长导叶;方案二是将空心导叶改为长导叶;方案三是所有叶片均为长叶片.采用FLUENT软件进行三维定常数值模拟,分析了不同方案下风机性能和内流特征,得到最优的方案.研究表明,方案三是将所有导叶变为...