基于遗传算法构建转子温度计算公式

介绍了一种利用有限元的计算结果,通过遗传算法来确定有关汽轮机转子温度计算惯性环节系数的方法。该方法用冷态启动、极热态启动、滑参数停机过程的汽轮机转子有限元法计算的体积平均温度作为标准值,通过寻优方法来确定惯性环节法计算汽轮机转子体积平均温度的并联的惯性环节的个数,以及每个惯性环节的时间常数和权重系数。并通过温态启动和热态启动过程的汽轮机转子有限元法和惯性环节法计算的体积平均温度的对比,来验证得到的系数的精度和易用性。该方法解决了惯性环节法系数确定的工程难题。     

350MW供热机组低压缸零出力经济运行研究

为了更好的发挥热电联产机组汽轮机低压缸零出力灵活性改造在参与深度调峰及降低煤耗方面的优势,对参与调峰运行方式及非调峰状态的运行方式进行经济分析,总结出两种方式的优化机组经济运行策略优化方案,确保机组可实现深度调峰与经济运行效益最大化。     

汽轮机转子温度计算中惯性环节系数的确定方法

提出了一种利用有限元计算结果、通过模式搜索法来确定有关惯性环节系数的方法.该方法将冷态启动、热态启动和极热态启动过程的汽轮机转子有限元法计算所得体积平均温度作为标准值,通过优化搜索来确定惯性环节法计算汽轮机转子体积平均温度的并联惯性环节的个数,以及每个惯性环节的时间常数和权重系数.通过温态启动过程的汽轮机转子有限元法和惯性环节法计算所得体积平均温度的对比,来验证该方法计算所得系数的精度和易用性.结果表明:该方法所得的常数和系数满足工程应用的精度要求,为汽轮机转子的热应力优化控制和汽轮机变负荷运行的安全性提供了技术支持.     

调峰汽轮机转子热应力及寿命损耗在线监测系统

依据调峰机组的实际运行数据,利用九节点有限单元法计算了汽轮机转子的温度应力场,确定了转子的危险截面和最大应力部位。在此基础上,修正了转子的一维热应力简化计算式,计算调峰汽轮机转子疲劳寿命损耗,建立了转子热应力及寿命损耗的线监测数学模型。并在Windows95/98操作基础上开发了转子应力监测软件。该监测系统对电厂的实际运行具有重要的指导意义。     

基于惯性环节的汽轮机转子温度计算方法

介绍了基于一阶惯性环节的高压转子温度场的计算原理和方法,推导了在控制系统中使用的简化迭代计算公式.针对1 000 MW超超临界汽轮机,利用有限元法对其温度场进行了计算,验证了在热应力监控中使用高压内缸内壁温度等效代替高压转子外表面温度的合理性.采用一阶惯性环节法、差分法和有限元法等3种方法,对汽轮机高压转子冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动和滑参数停机过程的体积平均温度和转子中心温度进行了计算,并对比分析了3种方法的转子表面温差和转子中心温差的计算精度.结果表明:一阶惯性环节法的计算精度高且方便易用,可作为一种监控汽轮机转子温度场的有效方法.     

汽轮机转子钢高温蠕变疲劳寿命预测方法

随着越来越多的新能源发电并网,现代火力电厂被赋予调峰的职责。调峰过程中汽轮机组的频繁启停,加剧了汽轮机转子的蠕变疲劳损伤。文中以汽轮机转子钢为例,综述了汽轮机转子在低周蠕变疲劳和复合高周疲劳载荷下的寿命预测方法,为汽轮机组的设计优化,寿命预测及安全监控等方面提供了理论基础。     

600 MW超临界汽轮机启停过程热力耦合分析

600MW超临界机组汽轮机蒸汽参数高,工作环境恶劣,特别是高中压转子在参与深度调峰过程中引起材料内部较大的应力变化,若运行不当会不可避免带来较大损伤,严重影响机组的寿命.基于汽轮机变工况热力计算,利用速度三角形法逐级迭代求解得出通流各级的状态参数,作为数值计算求解热力耦合场的边界条件.然后利用有限元计算对不同变动工况下高中压转子的温度场、应力场求解,得到变工况下高中压转子承受的应力谱,为评估不同工况下的汽轮机转子疲劳损伤以及转子寿命管理提供技术支撑.     

调峰运行的燃气轮机联合循环汽轮机转子热应力和寿命损耗分析

介绍了调峰运行的汽轮机转子热应力的计算方法。为了减少启动时间和提高汽轮机的安全性，拟定了热定应力控制曲线及保护曲线，设定应力保护。对转子的寿命损耗进行了分析。     

200MW汽轮机低负荷调峰对转子寿命的影响

对200MW汽轮机调峰运行的试验结果进行了分析,采用相同的升降负荷率,分别以定压和滑压运行方式对汽轮机转子的寿命损耗进行了比较。     

调节抽汽式汽轮机参与电网调峰的负荷特性分析

在目前大容量调节抽汽式汽轮机组的不断投运以及电网仍然缺乏调峰能力的情况下,有必要使该类型机组更加深入地参与电网调峰,但是调节抽汽式汽轮机组参与电网调峰的能力严重受到其对外供热负荷的影响,为了得到该类型汽轮机的电负荷与热负荷之间的关系,针对目前运行的主要类型的调节抽汽式汽轮机,依据工况图对其热电负荷特性进行了分析,得出了调节抽汽式汽轮机在满足外界热负荷的情况下的电负荷特性,为合理安排该类型汽轮机组参与电网凋峰提供了依据.     

基于调峰的汽轮机回热系统优化研究

随着发电设备年平均利用小时逐年下降,1000 MW等级超超临界机组也参与低负荷调峰运行。参与调峰造成机组热经济性下降,50%THA负荷以下工况脱硝装置退出,锅炉NOx排放超标。研究发现,增加汽轮机回热系统级数,提高锅炉给水温度,可以降低锅炉温差传热产生的不可逆传热损失,提高机组的热经济性;提高锅炉给水温度可有效抬升脱硝装置入口烟气温度,扩展脱硝装置运行负荷区间。采用0号高压加热器的汽轮机回热系统优化方案,汽轮机热耗最大下降值达11. 6 k J/k Wh,锅炉脱硝装置入口烟气温度可抬升至310℃以上。采用汽轮机高压缸补汽阀倒抽蒸汽作为0号高压加热器的加热汽源,不影响汽轮机本体结构,优化方案技术风险低。回热系统优化方案投资费用1075万元/台,机组实际运行综合收益200万元/a,优化方案静态投资回收期为5. 3 a,具有较高的经济性。经工程实践验证,汽轮机回热系统优化方案能够满足机组调峰要求。     

燃气-蒸汽联合循环汽轮机快速启动的研究

为解决某燃气-蒸汽联合循环电厂调峰用汽轮机停机一夜后温态方式启动耗时很长的问题,对汽轮机转子进行合理的假设和简化后,建立了转子二维轴对称有限元模型,计算出各级不同部位的蒸汽温度、压力及传热系数,采用热-结构间接耦合法对不同启动方式时转子的热应力进行了计算.结果表明：在汽轮机转子调节级金属温度为350℃时将启动方式调整为热态启动,汽轮机采用优化后启动曲线的最大热应力在材料强度的允许范围内,满足电厂寿命损耗要求,且这样每次启动可缩短100 min,为电厂增加了经济效益.     

大功率汽轮机叶轮轮缘传热系数的研究

提出了大功率汽轮机叶轮轮缘总传热系数的计算方法.介绍了汽轮机动叶片叶身平均对流换热表面传热系数和叶片流道下壁面对流换热表面传热系数的计算方法和计算公式.把汽轮机叶片对叶轮的传热简化为肋片传热,使用肋片传热模型计算汽轮机叶片流道的等效传热系数,采用圆筒壁模型计算汽轮机叶轮轮缘的总传热系数,并给出了应用实例.在汽轮机转子的温度场与热应力场有限元分析中,该计算方法为确定叶轮轮缘的传热边界条件提供了依据.     

联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题

国内某联合循环电厂由于汽轮机缺乏非设计工况下抽汽供热运行经验且需要参与电网调峰,经过对联合循环机组特性分析和现场运行数据的整理、优化,在保证机组安全的前提下,确定了汽轮机供热量和机组调峰能力,为指导运行人员操作和确定机组电网调峰能力提供了依据。     

600MW汽轮机转子热应力及寿命损耗分析研究

以某电厂600MW超超临界机组汽轮机转子为研究对象,运用ansys有限元软件建立二维模型,计算出不同平均温升率下机组启动时转子热应力值。与理论公式通过最小二乘法进行曲线拟合,从而确定无中心孔转子的时间修正因子和形状因子。然后根据低周疲劳曲线计算出转子的寿命损耗。鉴于波动、间歇式新能源的并网,能够指导运行人员,通过温升率和温升量的调节,在安全的前提下,提高汽轮机组负荷变动能力和调峰能力。     

基于可靠性定寿的125MW汽轮机转子启停调峰寿命分配

介绍了某电厂１２５ＭＷ机组的启停峰试验,以及对汽轮机转子的寿命评价,包括试验的基本内容、各试验工况中转子的寿命损耗值。在此基础上针对１２５ＭＷ机组参与调峰运行进行了转子的寿命分配,并采用可靠性定寿的方法优化寿命分配。寿命分配的结果表明,采用可靠性定寿方法的更能保证机组安全,并可以充分发挥转子材料的潜力,满足电网调节峰要求,逐步向状态检修过渡。     

汽轮发电机组转子裂纹故障研究及分析

通过总结分析国内外汽轮机组转子裂纹故障案例,归纳得出振动、应力集中、热应力及环境腐蚀为转子裂纹的主要原因,并得到振动特征及故障特征变化发展趋势.提出了转子裂纹故障诊断的依据,并提出采用减少机组调峰运行次数、延长启停暖机时间、控制振动水平及重点监测裂纹多发部位等措施预防转子裂纹故障.     

大型汽轮机闷缸过程中汽缸温度场及热变形数值仿真研究

为应对汽缸进水、转子热弯曲变形等汽轮机故障,工程上通常采用汽轮机闷缸措施。采用大型有限元仿真软件ANSYS对600MW火电机组高中压缸及转子进行三维建模,针对闷缸状态下汽缸与转子主要以辐射换热和热传导为主的换热情况,进行大型结构体超大规模网格划分条件下的传热计算。建立的转子-汽缸换热模型计算得出了汽轮机正常闷缸过程中的温度场分布及其随时间变化规律,并结合结构力学分析了闷缸过程的转子-汽缸的应力场分布和变形规律,为掌握汽轮机闷缸过程中温度和变形情况提供了重要参考。     

调峰机组汽轮机转子剩余寿命的合理分配方案

采用8节点三维有限元法对汽轮机转子温度场、应力场、硬度值进行计算和分析,计算出某电厂5号机投产15年来转子低周疲劳寿命和高温蠕变寿命消耗。对承担两班制调峰机组的设备进行了解和试验,根据某该机投产15年来寿命消耗情况和试验的有关数据,计算出机组剩余寿命合理化分配方案和该机组年两班制调峰次数。     

转子定参数和滑参数启动模拟的对比分析

汽轮机在启动过程中发生复杂的非稳态传热现象。以某汽轮机转子为研究对象,借助有限元方法模拟计算并对比分析了在定参数和滑参数两种启动方式下,转子温度场和应力场随时间的变化过程。结果表明在定参数启动过程中,转子表面温度变化比滑参数启动更为快速和剧烈,同时,将会导致较大的热应力峰值,带来更多的寿命损耗。而提高转子体的初始温度可降低应力峰值大小。该计算分析结果对汽轮机机组的启动和运行具有一定的参考意义。