非线性连续损伤模型在汽轮机转子低周疲劳分析中的应用

针对当前汽轮机转子低周疲劳寿命估算存在较大误差的问题,引进了非线性连续损伤力学模型进行汽轮机转子低周疲劳损伤分析。首先对国产600MW汽轮机高压转子在冷启动和滑参数停机等典型工况下的瞬态温度场和热力场进行了弹塑性有限元分析,进而对热应力引起的低周疲劳损伤进行了估算,疲劳损伤的估算分别采用了非线性连续2种方法的估算结果表明,由于线性累积损伤理论是基于单轴假定之下,没有多轴应力的影响,在寿命预测时,高估了转子的寿命,而非线性连续损伤力学模型不仅考虑了多轴复杂应力的影响而且正确地反映了低周疲劳损伤的非线性累积过程,其分析结构更接近实际。     

汽轮机转子疲劳-蠕变损伤的非线性损伤力学分析

转子是汽轮机的核心部件，往往要在高温、复杂应力情况下工作，易产生裂纹萌生。除疲劳作用外，蠕变在转子的寿命损耗中也占有相当的比例。一般低周疲劳约占转子总寿命的80％，而蠕变则占转子总寿命的20％。事实上，对汽轮机转子而言，疲劳和蠕变往往是同时发生并存在着相互的作用。该文采用非线性损伤力学模型估算了国产600MW汽轮机高压转子在实际启停功况下的疲劳-蠕变寿命，考虑了疲劳与蠕变的耦合作用以及多轴应力的影响，并与当前汽轮机疲劳—蠕变寿命估算普遍采用的线性累积损伤理论进行了对比。结果表明：非线性连续损伤力学模型正确地反映了疲劳-蠕变交互作用以及损伤演化的非线性机制，其分析结果比现行理论方法更为准确、可靠。     

汽轮机转子热-力耦合非线性分析及低周疲劳损伤评估

通过对国产300MW调峰汽轮机组转子在典型工况下起动过程中热-力耦合场进行非线性数值分析和模拟计算，得出该机组起动过程中转子的应力和温度场分布，并运用连续损伤模型对汽轮机转子进行了低周疲劳损伤分析。考虑到多轴应力的影响，得出转子的损伤演化方程，评估了转子的剩余寿命。为汽轮机组的在线监测和寿命管理提供了一定的理论依据及可供工程应用的运行建议。     

某电厂联合循环汽轮机启动过程优化

燃气/蒸汽联合循环机组中汽轮机启动时间较长,导致联合循环机组不能及时响应电网调峰需求。为此,通过数值实验和现场启动试验相结合的方法研究了汽轮机的启动过程。建立汽轮机转子二维轴对称有限元模型,确定非线性边界条件,通过数值模拟研究启动过程各暖机操作对转子应力的影响。基于数值实验分析结果,结合试验机组结构、运行特点,制定优化后的启动过程。温态启动时汽轮机转子最大应力降低11 MPa,启动时间缩短36 min,低周疲劳寿命损耗减少0.0008%;冷态启动时转子最大应力降低261MPa,启动时间缩短32min,低周疲劳寿命损耗减少0.0197%。     

汽轮机转子寿命损耗在线监测系统的研究

依据火电机组运行的实际数据,采用有限元法对汽轮机转子的温度和应力场进行计算,通过分析确定系统的监测面位置,然后利用修正后的一维热应力简化计算式对转子低周疲劳寿命损耗进行了计算,并结合高温蠕变对转子寿命的影响,建立了汽轮机转子寿命损耗在线监测模型,开发了汽轮机转子寿命损耗在线监测系统。通过仿真数据和实际运行数据的对比,其结果是一致的,系统是有效的。     

材料退化影响下汽轮机转子寿命损耗的探讨

长期在高温、高应力状态下运行的汽轮机转子疲劳及蠕变损耗的评价，过去一直沿用新材料的寿命损耗曲线，并没有考虑汽轮机长期服役所产生材质退化现象的影响。本文通过对材料实验结果的分析及研究．建立了机组运行历史和Cr-Mo-V转子钢力学特性之间的解析关系。在国内目前使用的寿命损耗曲线基础上，提出了长期服役机组汽轮机转子寿命损耗的修正曲线，为老机组安全可靠运行及精确地评估其寿命损耗提供了理论依据。     

实际载荷谱下汽轮机转子寿命的分析研究

本文针对实际服役的汽轮机转子,指出了仅以热疲劳法分析计算转子寿命的局限性,提出对处于高温运行状态下的转子,必须从热疲劳、蠕变和高温下裂纹扩展三个方面综合分析,进行损伤累积、寿命计算,从而科学地全面地制定转子的实用寿命消耗曲线。 在汽轮机实际起停过程中,蒸汽温度的波动在转子上产生复波应力。本文不仅提出了在热疲劳寿命分析与裂纹扩展寿命分析中采用“复波分离计算法”的观点,而且给出了裂纹扩展量函数、通过积分计算裂纹扩展寿命的数学方法,并对方法的可靠性加以论证。 在以上理论的指导下,文中以125MW汽轮机高压转子弹性槽底为分析研究对象,计算了两班制运行下相应的寿命消耗,结论列于文中。     

风电介入对汽轮机转子寿命影响分析

为了实现风火联合安全运行,采用有限元法对风电介入前后火电机组负荷变化、汽轮机转子温度场、应力场进行对比分析,确定转子的危险位置,绘制VonMises应力时间历程曲线,再根据雨流计数法和线性疲劳累积损伤理论,计算出负荷变化过程中转子总的疲劳寿命损耗。结果表明,无论风电是否介入,转子VonMises应力最大值、温度场剧烈变化的位置均出现在中压第一级叶轮根部,而风电的介入导致该处VonMises应力时间历程曲线的应力循环数量增加,使得转子寿命损耗系数由0.0006539%增加到0.001408%,转子寿命损耗速度增加为原来的2.15倍,可见风电的介入对转子的使用寿命产生了重大影响。     

调峰机组热应力及疲劳寿命

调峰机组,不论两班制或少蒸汽运行,由于启动频繁或大幅度负荷波动,都将在部件上产生较大的热应力和疲劳损耗。 本文对国产125MW和200MW中间再热汽轮机转子在不同启动工况下的热应力分布,最大应力部位及低周疲劳损耗进行了分析与计算,提出了冷热态启动合理温升率的建议值。本文还提出了转子非稳定工况下热应力的简化计算式和汽温非线性变化时热应力及疲劳损耗的计算方法。     

125MW 机组调峰运行的转子寿命分析

本文对 N125-135/550/550型汽轮机转子离心力、热应力、疲劳寿命进行了计算,提出了该机转子疲劳寿命损耗曲线。并针对闸北发电厂~#15机组低负荷和两班制调峰运行试验,进行了转子寿命损耗的计算,结果表明,从转子寿命角度分析,125MW 机组采用闸北发电厂制定的两班制调峰运行方式是安全可靠的。     

小功率金卤灯再启动特性机理的探讨

利用专门设计的金卤灯再启动特性测试仪记录了金卤灯再启动特性的若干典型曲线，对某些异常特性的发生机理进行了分析，找到了它们与金卤灯内在质量的联系，研究表明通过测量金卤灯的再启动特性可以方便地诊断金卤灯的内在质量。     

变电站隔离闸刀触头的检修方法

电网运行中GW4、GW5、GW7等型隔离闸刀触头容易发热,影响变电设备的操作和安全运行;通过分析闸刀触头发热的原因,找出处理发热的办法,以解决触头发热的问题,促进电网安全生产和稳定运行。     

发电机定子绝缘剩余寿命评估参量的选择

为选择发电机定子绝缘剩余寿命评估的特征量,测量了运行23年的发电机定子线棒局部放电、tanδ和击穿电压等参量,分析了非破坏性参量与击穿电压的关系,并根据绝缘老化机理和过程,得出了tanδ、Δtanδ、S+k,S-k, Asy等5个特征参量。分析发现第一主成分中上述参量的比重较大,证明它们能较好预测绝缘的老化状态。     

发电机转子接地故障的处理方法

论述发电机转子动态不稳定接地故障的分析处理方法.     

动态信号分析仪示值误差测量结果的不确定度评定

介绍了用直接测量法评价动态信号分析仪的频谱幅值和频率指标时,测量结果的不确定度分析和评定过程.讨论了影响频谱幅值示值误差和频率示值误差的测量不确定度的几个主要来源.通过实例,给出了频谱幅值示值误差和频率示值误差的不确定度分析和评定结果.     

加快黄河北干流梯级开发的思考

根据规划在黄河北干流上布置万家寨、龙口、天桥、碛口、古贤、甘泽坡6座水利枢纽工程。北干梯级开发可有效控制和管理黄河的水沙关系、洪水;改善生态环境,使水资源得到合理利用;向华北电网提供大量电力,对秦晋2省工农业、通航和旅游等具有促进作用,并带动地方经济的发展。     

一种考虑了负荷特性的企业电网潮流算法

大型企业电网的负荷特性主要表现为感应电动机群特性,为了改进现在常用的电力系统潮流算法中用恒功率模型来表征节点负荷,不能满足工程精度要求的问题,提出了在对企业电网负荷节点电动机群进行等效变换后,引入负荷特性的潮流计算的思路,在此基础上进行了理论推导,并经过现场实测数据,进行了仿真。仿真结果表明,负荷特性的潮流计算方法符合企业工程精度要求,可以达到提升业电网潮流计算结果在精确度、实用度等方面的要求,具有一定的理论和工程意义。     

凝汽器热水井冲击振动的综合治理实践

给出了凝汽器热水井冲击振动发生的部位及具体原因。结合机组的实际情况,实施了优化运行、设备治理及系统改造等综合治理措施。     

绝缘子憎水性图像水珠/水迹形状提取算法

绝缘子表面憎水性检测是判别绝缘子性能优劣的主要手段.传统的检测方法具有其主观性,图像处理技术的引入为憎水性检测提供了更为客观的方法.考虑到绝缘子所处环境的复杂性(污秽、光照等)以及憎水性图像本身的特殊性(水的透明性),本文首先对绝缘子憎水性图像进行自适应直方图均衡和基于模糊逻辑的滤波,以达到增强图像的效果;然后通过基于模糊熵的自动阈值分割方法来获取水珠(水迹)的形状信息,最后用数学形态学的二值重构开运算来去除由于分割引入的噪声.实验统计结果表明,该方法能够对各级憎水性图像进行有效地分割.     

压实度标准制定的合理性

通过土料干湿法对比试验和环刀取土尺寸效应对比试验, 探讨了影响分层碾压土基垫层 压实度的主要因素, 指出通过击实试验制定土基压实度标准和施工质量检验时应注意的问题, 以及如何确保压实度标准制定的合理性和现场检验的客观性。