先进汽轮机转子材料蠕变疲劳损伤研究新进展

随着越来越多的新能源发电并网,现代化电厂发电机组被赋予调峰职责。调峰过程中机组频繁启停,加剧了汽轮机转子材料的疲劳蠕变损伤,从而缩短了机组的使用寿命。以现代化超超临界汽轮机转子为例,介绍了汽轮机转子材料的研究进展,综述了机组频繁启停中,低周蠕变疲劳载荷、热交变疲劳载荷引起的组织结构演变以及对转子材料寿命影响的研究进展,并提出了几种被广泛应用于工程实践的寿命评估模型。为超超临界汽轮机的设计优化,运行工况优化,以及安全监控等方面提供了理论基础。     

300MW汽轮机组启停胀差变化和控制

汽轮机在启停过程中,由于蒸汽温度、压力的变化、转子与汽缸的热交换条件不同,造成它们在轴向的膨胀也不一致,即出现相对膨胀。相对膨胀通常也称为胀差。胀差的大小表明了汽轮机轴向动静间隙的变化情况。监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。为避免轴向间隙变化影响机组的安全运行,不仅应对胀差进行严格的监视,而且应充分认识机组在启、停过程中的胀差变化规律。本文将简要介绍机组启、停时胀差的变化和控制。     

周向均布拉杆转子低周疲劳寿命研究

以周向均布拉杆转子为研究对象,综合考虑温度载荷和离心载荷的耦合作用,采用有限元法对拉杆转子启动、稳定运行与停机过程的耦合应力进行计算,依据Miner累积疲劳准则对转子不同启停工况下的疲劳寿命进行分析。研究结果表明:在启动与停机过程中透平鼓筒内倒角处应力集中明显,是拉杆转子疲劳损耗的危险位置;不同工况转子疲劳损耗存在明显的区别,其中冷态启停工况下的寿命损耗最大,每次启停的损耗达到了0.116%,温态启停每次损耗为0.056%,热态启停工况寿命每次损耗仅为0.032%。研究可为周向均布拉杆转子的设计制造及其疲劳寿命的预测提供参考。     

发电机定转子绝缘低的原因分析及处理

介绍了在极端潮湿的天气下,对于日启夜停的调峰机组,提出导致发电机绝缘电阻值降低的原因,分别对发电机定转子绝缘性能进行分析,提出关键部件的技术改造方案,有效地提高发电机定转子的绝缘水平,保证机组的安全、稳定、经济运行。     

调峰载荷谱下200MW汽轮机转子疲劳寿命估算

阐述了载荷谱下汽轮机转子疲劳寿命的计算方法，推导出计算转子瞬态温度场弹塑性应力场的有限元方程，并编制了程序。用该程序计算了２００ＭＷ汽转子在几种启、停工况下的分布，最后计算了该转子在调峰载荷谱下的疲劳寿命消耗。     

内燃动力总成双层隔振系统瞬态计算方法研究

内燃机被广泛应用于生活生产各个方面,但其工作过程中产生的振动与噪声一直困扰着人们。为了减少内燃动力机组整机振动对周围环境产生的不利影响,可将机组通过单层或双层隔振系统安装在基础上。结合相关研究可知,进行内燃动力机组整机振动分析时,除了要计算机组工作转速范围内的整机振动外,掌握机组启停过程的共振响应情况也是必要的。本文以隔振系统中较为复杂的内燃动力总成双层隔振系统为研究对象,首先通过试验掌握了采用双层隔振系统的内燃动力机组启停过程典型共振响应特性,同时试验结果也为验证计算方法正确性的提供了依据。然后,建立了双层隔振系统动力学模型,采用中心差分法为数值计算方法,结合内燃动力总成特点对机组启停过程加载了激振力,仿真计算所得结果与实测结果的共振响应频率基本一致,最大幅值接近。本文提出的隔振系统瞬态计算方法,能够对机组启停过程的共振响应进行准确计算,为在设计阶段掌握内燃动力机组启停过程的共振响应特性提供了可能。该方法虽然是以内燃动力总成双层隔振系统为对象进行研究,对于采用单层隔振系统的内燃动力机组也可适用。     

汽轮机转子中心孔对转子温度和应力分布的影响

为使汽轮机转子在线热应力监测和寿命管理系统中的危险截面确定有准确的依据,对135MW汽轮机转子进行冷态启动条件下的热一应力耦合有限元计算。计算了存在中心孔和无中心孔两种转子模型,及在相同几何尺寸、相同边界条件和初始条件下的温度分布和应力分布。计算结果表明,两个转子模型的外表面应力差异不大,但中心部位的应力相差较大。     

200MW机组启停过程中节能优化试验研究

本文阐述了某热电有限责任公司6×200MW超高压机组近年来的启停节能状况。从设备改造前后试验对比和设备启停方式分析了影响机组启停的经济因素,提出了机组启停节能降耗的优化运行技术措施。     

大型火电机组全程自启停功能应用的探讨

根据目前国内火电机组现状，并以200MW机组为基础，提出了国产大型火电机组实现全程自启停(APS)功能的可行性和必要性，并对机组实现全程自启停的控制策略进行了探讨。     

萍乡电厂125MW机组高压加热器泄漏原因分析及措施

萍乡电厂#5机组#5高压加热器频繁出现泄漏现象,且绝大部分出现在管板与钢管胀口处,经分析这与高加启、停过程中温升、温降过大有直接的关系。针对实际情况,应采取更为合理的高加启停方式,减少启停时的热应力,以防止高加泄漏的发生,延长高加的使用寿命。     

火电厂自启停控制系统控制范围及断点设置

机组自启停控制系统(APS)的控制范围及断点设置因工艺系统方案和运行规程的不同而稍有不同。通过对几个火电厂机组自启停控制系统设计方案对比并分析研究,给出火电厂机组自启停控制范围及断点设计的原则和建议。     

电厂机组自启停控制系统的现状与发展

本文分析了电厂机组自启停控制系统的国内外应用现状,介绍了典型国产机组自启停控制系统的设计方案和总体架构,并针对国内机组的实际情况提出了电厂应用自启停控制系统的方案建议。     

基于整机瞬态热应力场重型燃气轮机转子的寿命评估

针对某F级重型燃气轮机,根据机组的实际运行监测数据,提取得到该机组在冷态启动、热态启动两种工况下各测点温度随时间的变化曲线,分析得到转子各处的换热边界条件,采用有限元方法计算该燃气轮机转子在不同启动工况下的整机瞬态温度场及应力场,并基于该瞬态热应力分析结果对转子的低周疲劳寿命损耗进行评估。计算结果表明：最大热弹性应力值一般都出现在透平第一级轮盘的出气侧底部圆角处及压气机后三级轮盘的中间部位的圆角区域;气流参数变化的快慢对转子应力分布影响极大;冷态启动一次的寿命损耗最高达0.02%,大于热态启动的对应值。研究结果为轮盘结构设计与机组运行规程的优化提供了重要参考。     

基于多轴燃气-蒸汽联合循环机组启停过程运行评价系统的研究及应用

针对多轴燃气-蒸汽联合循环发电机组,统计分析机组启停过程中的设备运行状态参数以及能耗参数,将各参数归类划分为安全、经济、环保指标,建立每项指标的评价准则,形成了机组启停过程运行评价体系,并基于DCS系统研发了运行评价系统软件。通过历次启停过程的数据进行对比分析,在机组安全环保的前提下,找出不同工况下的最佳启停操作方法。     

大型火电机组自启停系统的技术探讨

探讨了大型火电机组自启停系统的设计原理,并分析了该系统实际运用过程中可能遇到的难点和问题。对大型火电机组是否有必要采用自启停系统进行深入地分析与探讨。     

基于Vold-Kalman阶比跟踪和能量分析的旋转机械故障特征识别

针对旋转机械启停车过程的振动信号具有非线性、非平稳的特性,提出Vold-Kalman阶比跟踪(Vold-Kalman Filter Based Order Tracking,VKF-0T)和能量分析相结合的一种故障诊断方法。分析旋转机械在发生故障时各阶比分量幅值的变化规律,通过Vold-Kalman阶比跟踪方法提取特定的阶比分量,以其能量与原信号总能量的比值作为特征参量。最后,对转子不对中、不平衡和转子裂纹三种故障下的60组振动信号进行特征描述,故障特征分布表明该方法可有效地区分启停车过程中的故障。     

大型火电机组启停节能优化浅析

通过分析某发电公司2台600 MW机组启停节能方面所做的工作,对各节能项目进行统计分析,细致列举多方面节能措施,探讨关于大型火电机组启停节能优化的方式。     

M701F4型机组#7瓦临界转速振动分析及处理

某燃机电厂M701F4型燃机,在机组启停机时#7瓦转速在375 r/min左右存在振动逐渐增大的现象,经过多次检查与处理仍不能消除。通过对变化趋势的频谱分析,振动以2倍频为主。而产生2倍频的原因有很多种,可能是转子动静部位有碰磨、靠背轮对中有偏差、螺栓紧力不均衡、轴瓦异常等,在检修中逐一排查,确定主要原因并进行处理后,机组在两次启停过程中,振动重复性良好。#7瓦修后的启机振动曲线变化趋势与修前一致,整个启机过程中的振动情况相比于修前大有改善,满足机组运行要求。     

大型汽轮机疏水量计算研究

汽轮机疏水系统的功能是在机组启动、停机时,防止水进入汽轮机的部件或积聚在汽轮机内。汽轮机一旦进水,会引起热冲击、机械冲击,零部件的损坏几乎是不可避免的。汽轮机疏水量计算研究是以机组结构、启停时的汽轮机各区域热力参数为依据。可较准确地计算出汽轮机各疏水点的疏水量,以此选取相应疏水阀,并且可以优化汽轮机机组启停时疏水系统的运行操作。     

涡轮转子起动温升曲线优化及试验研究

涡轮转子在快速起动的过程中会产生较大的热应力,影响转子的热疲劳寿命。结合遗传算法与转子结构热分析,提出发动机起动温升控制曲线非单调参数化,对涡轮转子快速起动过程中的温升控制曲线进行优化设计。优化过程以转子最大热应力为目标函数,计算搜索最优解,并研究温升控制曲线对转子最大热应力的影响。结果显示,优化后的发动机快速起动温升控制曲线可以有效地降低转子的最大热应力和缩短快速起动时间。同时,为了验证提出的涡轮转子快速起动温升曲线优化设计方法的有效性,搭建转子热冲击应力测试试验台,通过对比优化前后温升曲线下的转子最大热应力,验证了理论分析结果。提出的优化设计方法可以为发动机设计初期的快速起动控制方案设计提供一定借鉴。