汽轮机调节级动叶片强度振动分析和安全评价

汽轮机调节级是汽轮机的重要部件,是关系汽轮机能否安全可靠工作的关键部件。文章对某调节级动叶片进行了强度振动特性常规计算和有限元计算,得出调节级在工作状态下的应力状态以及频率特性,并对调节级动叶片在工作状态下的动应力进行了计算和安全评估。     

大功率汽轮机末级轮盘-叶片结构接触状态有限元分析

采用Solidworks软件对国产某600MW汽轮机末级叶轮进行三维实体建模,用有限元软件Ansys分析了该型机组末级轮盘-叶片的应力分布。经数值模拟发现,最大应力处位于轮盘与叶片的接触区域,应力值已达到塑性变形区域,但未达到屈服极限。轮盘和叶片的最大应力随着转速增加而呈大致线性增加。得出轮盘与叶片的接触区域既是高应力区域,也是升速过程中应力变化最大的区域。同时得出离心力对叶轮应力变化的影响要远大于汽流力。计算结果可以作为汽轮机末级叶轮疲劳寿命预测的依据。     

汽轮机叶片应力的三维非线性及叶根轮缘接触有限元分析

针对叶片是具体结构形式提出了一种三维实体混合单元模型来分析叶片的整体应力，考虑到转动叶片的刚性变化，采用非线性计算方法，为了获得细致的叶根轮缘应力分布，使用求解非线性问题的增量法分析了叶根轮缘接触应力场，从实际叶片算例可以看出，所提供的分析模型和计算方法可以精确直观地反映叶片了整体和局部应力情况，为工程中实际叶片的应力分析提供了强有力的工具。     

汽轮机叶片静强度可靠性设计

用工程概率设计法对汽轮机叶片静强度的可靠性设计进行分析后,提出了叶片静强度可靠性设计的方法。由于考虑了影响叶片静应力诸因素的随机变化,所以计算结果更符合实际,并能定量给出叶片静强度设计的可靠性指标。     

大容量汽轮机阀序改造后调节级叶片强度安全性分析

以某600MW汽轮机调节级叶片为研究对象,采用有限元方法对阀序改造后顺序阀工况下调节级叶轮-叶片系统的结构应力、振动特性、瞬态动力响应和动应力进行计算分析。计算结果表明,顺序阀工况下调节级叶轮叶片系统的静强度和动强度满足强度设计要求,阀序改造后调节级叶轮-叶片系统可以安全稳定地运行。     

三叉三销调节级叶片强度振动有限元分析方法

目前的三叉三销调节级叶片的数值计算分析方法主要针对标准的三销钉叶片结构,而对于非对称结构则难以模拟考核。针对此类特殊非对称结构调节级叶片,运用有限元方法从线弹性分析、高温蠕变计算、振动考核等方面研究了调节级叶片强度振动分析方法及考核准则,对调节级叶片强度振动考核具有重要的参考意义。     

汽轮机叶片可靠性分析

一、概述随着我国电力建设的发展,电站部件的可靠性对于电站运行显得尤为重要,鉴于我国目前的国力、财力,在加强新产品设计、开发的同时,还必须改善原有火电站的安全运行和提高其使用寿命。为确保火电站的安全运行和延长其使用寿命,采用可靠性理论对电站的零部件进行分析,以控制电站部件的运行质量、改进产品的设计和制造质量以及预测部件的更换周期。电站运行实践告诉我们,威胁机组安全运行的主要原因是来自叶片的断裂损坏。据     

三维接触有限元分析在汽轮机设计中的应用

针对汽轮机中叶片与叶轮的复杂接触问题,尝试用ANSYS中的接触单元对其接触强度进行详尽的分析,并将分析结果与过去常规的有限元分析方法进行比较,讨论引起两种计算结果不一致的原因,提出用有限元分析时应注意的一些问题。该三维接触有限元分析方法也可用于其它机械产品的接触强度分析,为机械产品单个零件的强度分析进展到装配体的强度分析提供参考。     

汽轮机套装叶轮接触问题的三维有限元分析

运用有限元分析软件SAMCEF,对某型号汽轮机套装叶轮与轴的过盈配合问题作三维模型计算分析,计算中采用接触单元处理过盈配合边界,得到了转子位移和应力分布,并对原来的过盈量设计进行了优化改进,在保证安全性的前提下减小了轮盘的接触应力。     

汽轮机叶片三维有限元模型前处理

采用了先将整体结构分成子块进行剖分，后组合成整体的思路，并提出了整数空间坐标系的概念，成功地解决了子块之间的联接和边界条件处理等难点，建立了一套适合于三维结构的有限元前处理方法。并研制了汽轮机叶片有发元前处理程序，成功地应用于叶片三维有限元分析。     

基于三维热弹性接触的汽轮机调节级叶片枞树型叶根轮缘结构的优化

在考虑高温热变形影响的前提下,对汽轮机调节级叶片枞树型叶根轮缘结构进行了优化研究．采用有限元分析软件Ansys的参数化设计语言APDL建立了枞树型叶根轮缘的参数化模型,以叶根轮缘的8个关键尺寸作为设计变量,以叶根轮缘处最大等效应力达到最小为目标函数,应用模式搜索算法进行优化控制,对叶根轮缘结构进行多变量的优化分析,获得了使叶根轮缘处最大等效应力大幅减小的枞树型叶根轮缘优化型线．结果表明：相对于原始结构,优化后,叶根和轮缘处的最大等效应力分别降低了19．84％和6．48％,提高了汽轮机运行的可靠性．     

基于区间有限元的汽轮机叶片非概率可靠性分析

考虑汽轮机叶片设计参数的选取存在不确定性,利用非概率可靠性理论并结合区间有限元方法对汽轮机叶片的静态结构响应进行了研究.由于不确定参数确定的区间有限元控制方程中系数可能存在相关性,利用泰勒展开对非线性的区间刚度矩阵进行线性化处理,避免系数之间的相关性,采用改进迭代解法求解区间有限元控制方程,获得叶片静态结构响应（即应力和变形）的区间范围,并结合实例对叶片响应值与解析解进行了比较.结果表明：改进迭代解法的计算结果能够满足工程应用,并且可定量判断出叶片的可靠程度.     

汽轮机调节级动叶片断裂事故分析及处理

针对50MW汽轮机调节级动叶片断裂的事故原因进行了分析和研究,并根据当前机组情况选用了合理的处理方案。     

汽轮机调节级导叶片前缘优化研究

对原有调节级导叶进行测绘,基于测绘得到的叶型,用多项式构造不同的前缘形状.通过CFX建立模型,对前缘附近的流动进行了计算分析.通过对不同前缘形状下压力峰和分离泡出现的位置和大小进行比较分析,得到了最优的前缘形状.前缘型线优化后,由于压力峰的减小,分离泡基本消失,调节级中的等熵效率提高了0.31％.     

考虑kick效应的汽轮机调节级叶片安全性分析

采用喷嘴配汽的汽轮机调节级,部分进汽不仅对机组的气动性能和效率产生影响．而且还会产生很强的汽流激振力,影响到其自身和整个机组的安全性能。文章首先基于ANSYSCFX,计算了某调节级叶片的全三维气动特性．对调节级非定常气动特性和汽流激振力的变化进行了研究．分析得到了动叶进出不进汽弧段所受到的汽流载荷急剧变化的现象,该现象被称之为调节级的kick效应;然后基于ANSYS的结构动力学模块．考虑kick效应对调节级动叶在考虑气流载荷下的动响应进行了分析;最后,根据动响应计算结果,对调节级的安全性进行了评价。整个研究过程和结论．对于调节级的安全性设计具有重要的工程参考价值和指导意义.     

基于有限元的汽轮机调节级温度场研究

针对汽轮机在启停以及变负荷运行等非稳定工况时,主要部件温度梯度较大,导致机组寿命损耗.利用ANSYS有限元分析软件,通过对汽轮机调节级温度场进行仿真,为其他各级进行建模仿真以及整个汽轮机转子的温度分布和热应力分析提供了理论基础,并为机组的启动优化提供了参考.     

汽轮机自带冠阻尼叶片强度与振动特性有限元分析

以某给水泵汽轮机自带冠叶片为研究对象,采用循环对称法建立汽轮机自带冠叶片—轮盘系统模型,利用有限元方法研究该叶片的应力分布及固有模态,将对汽轮机内部进行三维非定常流场分析得到的实际工况下气流激振力施加到叶片上,采用模态瞬态动力学方法分别研究系统在VWO(阀门全开)以及30%THA(热耗率验收)两种工况下的振动响应规律。研究表明:冠间阻尼使得整圈叶片在工作状态下处于整圈自锁状态,增大了系统原有刚度,可有效降低叶根以及轮盘槽的最大等效应力,避开"三重点"共振,使机组安全稳定地运行;冠间干摩擦阻尼结构能够消耗振动能量,使振动响应大幅度降低。两种工况下的计算结果对工程实际有一定参考价值。     

三维接触问题的有限元分析及在汽轮机中的应用

针对汽轮机转子叶根与轮缘的复杂接触问题,推导出三维接触面单元,为解决接触面的不断变化和不确定性,提出了预留单元的思想,采用位移和应力交替控制的增量法,对汽轮机转子叶根和轮缘的接触强度进行了详尽的分析。     

热电联产汽轮机调节级叶片断裂的分析与改进

热电联产用汽轮机运行中轴承振动突然升高,发生材质为1Cr11MoV的调节级叶片断裂事故。通过断口微观结构、化学成分、金相检验以及运行工况等分析原因,结果表明：裂纹源位于叶根承载面与叶根颈部交接倒角处,裂纹源区和扩展区占整个断口面积的80%以上,断口形貌呈高周疲劳断裂特征;机组运行中存在的进汽参数大范围高频波动以及少数超温超压,产生的交替动应力造成了叶片疲劳损伤;从稳定运行参数和叶根加工装配方面提出了改进措施,更换调节级叶片后机组恢复正常运行。     

汽轮机运行中调节级叶片脱落的故障诊断

沾化电厂1号机组运行期间高压调速级一叶片突然脱落,机组异常振动特征典型,故障诊断及时准确,部件脱落的部位和重量与分析判断完全一致。