4台300MW火电机组寿命管理系统的设计与应用

设计了一套4台300 MW火电机组的寿命管理系统,其硬件系统由扭振监测装置、数据库服务器、应用服务器、网页服务器和用户端浏览器等组成,软件模块由汽轮机、锅炉和发电机等设备的5个寿命计算软件的11个模块组成.该寿命管理系统的主要功能是在线监测、数据库管理、剩余寿命实时计算、结果显示页面生成和可视化浏览.通过在上海外高桥发电有限责任公司300 MW机组上的实际应用表明:该寿命管理系统可为4台300 MW火电机组的运行控制和优化检修提供技术依据,实现了采用一套寿命管理系统来管理4台300 MW火电机组几十个重要部件剩余寿命的技术效果.     

超临界350 MW汽轮机全工况性能在线评估模块简介

为了提升机组的全负荷工况的经济性,针对某超临界350MW机组建立了汽轮机全工况性能在线评估模块,实现了汽轮机系统的实时高精度仿真计算。研究成果可为电厂的运行优化调整、设备与部件的性能故障评估、技改决策等提供关键数据评估分析,实现机组全负荷工况经济性的提升。     

大功率汽轮机高调门运行状态的在线监测及故障预警

针对传统汽轮机运行方式优化方式缺乏有效的部件故障预警、始终处于被动应对的局面,开发了汽轮机调速汽门运行性能在线监测及故障主动预警平台。当机组调速汽门存在系统参数设置软件故障或者阀头松动等难以监测的硬件故障时,能够提取有效的故障发生征兆、给出及时预警,指导运行人员对调门故障进行预控及运行方式优化调整。机组实际应用案例的故障预警效果显示,该平台具有极大的应用价值和工程推广应用意义。因此,该平台是未来智能汽轮机的发展趋势代表。     

汽轮机机组灵活运行性能的提升措施

变工况过程中零部件的低周疲劳寿命消耗是提升机组灵活运行性能所要面临的首要问题。上海汽轮机厂以降低启动停机及变负荷工况过程中部件结构的疲劳寿命损耗为目标,广泛开展了针对汽轮机机组结构设计、启动过程优化、辅助运行措施、启动控制自动化、热部件寿命监测等多方面的研究工作。上述方面工作成果的总结对于提高汽轮机机组灵活运行性能具有较大的参考意义。     

汽轮机启动过程转子寿命损耗的计算

汽轮机转子是电厂的关键设备,由于转子是机组最脆弱的部件,其使用寿命就等于整个机组的使用寿命,因此对汽轮机转子寿命进行评估计算就尤为重要。以某电厂机组为例,用有限元中Workbench模块对机组进行三维建模、网格划分以及温度场和应力场分析,提出了一种机组的寿命评估计算方法,能够对汽轮机寿命进行监测和评估,帮助优化汽轮机运行。     

汽轮机冷端运行自动优化控制技术研究

基于现有汽轮机冷端优化原理,建立了用于在线自动优化控制的实时校正优化模型,针对湿冷和直接空冷机组,提出了考虑汽轮机末级安全和寿命的综合优化方案,给出了冷端运行自动优化控制策略及其实现方法,应用于某350MW亚临界湿冷机组,稳定运行超过30个月。实践结果表明,相对于传统人工经验运行,冷端运行自动优化控制真正起作用的时期,实现了平均降低煤耗1.2g/(kW·h),对于冷端设备运行组合较多的双速循泵湿冷机组来说效果显著,对于配置有变频循泵的湿冷机组或直接空冷机组来说更可发挥冷端运行优化系统连续自动调节的优势,综合收益更加明显。     

采用主成分分析法综合评价电站机组的运行状态

为解决电厂机组运行优化、状态监测与故障诊断中涉及到的机组运行状态的综合评价问题,提出用主成分分析(PCA)方法,建立了电厂机组的综合评价指标的思想.介绍了主成分分析法的原理,并应用该方法对某电厂机组的实际运行状态进行了综合评价.结果表明:该方法消除了主观因素对评价的影响,得到的综合评价指标可对汽轮机进行定量评价,也可为机组状态在线监测提供依据.     

汽轮机热力参数在线监测及故障诊断系统

介绍了一种在线的热参数监测和故障诊断系统ＴＰＤ。该系统的采用可提高机组运行可靠性，优化运行方案，提高运行效率，延长机组的运行寿命。     

汽轮机阀门流量特性在线监测优化系统及应用

汽轮机阀门流量特性对火电机组的涉网性能有重要影响。阀门流量特性不理想会造成火电机组一次调频性能下降,或是诱发机组功率振荡乃至电网低频振荡。为了实现汽轮机阀门流量特性问题的全过程管控,开发了一套汽轮机阀门流量特性在线监测优化系统,该系统可实现对阀门流量特性的在线监测和阀门流量函数的滚动优化。结果表明:应用该系统后某300 MW机组的汽轮机阀门流量特性具有良好线性,从而消除由于非线性所带来的涉网风险;配合适当的使用方法,该系统能够实现阀门流量特性问题的主动防治,从根本上解决其引起的火电机组涉网性能问题。     

火电机组热力系统通用计算软件的开发

对汽轮机性能在线监测已成为开展节能工作的一个重要内容，本文通过对不同型号机组热力系统的分析，用结构参数实现了热力系统所用软件的开发。该软件能为各种型号和运行方式下的汽轮机组提供原则性热力系统组态，从而极大地减少了汽轮机性能在线监测软件的开发工作量。     

汽轮机转子寿命损耗在线监测系统开发及应用

基于有限差分法,采用MATLAB和组态软件开发了基于火电厂SIS数据平台的汽轮机组寿命在线监测系统,实时考虑放热系数变化,转子材料物性变化等因素。通过现场运行,结果表明该系统能很好的反映出转子温度场及应力场分布,可以为机组的安全、经济运行及寿命管理提供有效的技术手段,能够很好地满足工程实际需要。     

发电厂机组热效率在线监测故障诊断系统的研制与应用

介绍了运用计算机系统及VB编程技术、实现机组运行过程中热工参数等实时监测和机组运行经济性的在线计算的监测系统。该系统应用研华工控机采用智能数据采集网络,以VB6.0为核心结合各种编程语言编制专用软件。可实时监测运行参数,并判断运行参数的正确性,可为运行人员及管理人员提供操作和决策上的可靠依据。     

基于不同启动方式的1 000 MW超超临界汽轮机高温部件低周疲劳损耗研究

为了解汽轮机寿命损耗情况,对汽轮机高温部件寿命影响因素进行分析。基于低周疲劳理论,建立汽轮机高温部件寿命损耗分析模型,采用定量计算方法分析1 000 MW超超临界机组冷态、热态启动方式下高温部件温度偏差变化情况,计算各边界条件下高温部件等效热应力及寿命损耗,并进行敏感性分析。结果表明：汽轮机低周疲劳寿命损耗率对高温部件温度偏差较为敏感,随着温度偏差的升高,汽轮机寿命损耗率大幅升高;相同的温度偏差出现在不同温度区间时,对汽轮机寿命损耗的影响亦不同,高温区间的温度偏差对寿命损耗率影响较大。汽轮机高温部件寿命评估可以为机组启动期间升温速度控制提供技术支持,降低汽轮机寿命损耗,提高机组运行安全性。     

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.     

汽轮机在线性能计算中排汽焓的确定

根据机组在线性能计算的要求，针对汽轮机低压缸运行的特点，运用最小二乘法和矩阵原理对汽轮机排汽焓的确定进行了探讨，实现了电厂监测系统中汽轮机排汽焓的在线计算，为汽轮机内效率的计算提供了依据。     

汽轮机冷端系统运行优化及故障诊断系统

针对汽轮机冷端系统运行中存在的问题,通过在线监测其运行状态,利用适当的优化方法,对冷端系统的有关设备的运行方式进行优化,并利用BP网络对凝汽器低真空原因进行分析诊断,给出故障处理对策和运行操作指导。通过优化操作,减少损失,提高机组的经济性,保证机组在最佳状态下运行。     

厂站直流电源系统智能监测技术方案优化研究

变电站直流电源智能监控管理系统,是目前国内电力行业直流电源在线集约式管理的一项重要手段,该系统已在电网系统成功运行,解决了传统直流电源监测系统存在的功能不完善以及隐患问题。对该系统进行了优化,可为今后厂站直流电源设备在线监测技术提供最优方案。     

1000MW直接空冷机组汽机变工况与风机的节能运行

以汽轮机变工况为基础,综合考虑多种因素,结合1000MW空冷机组热力系统运行参数,应用弗留格尔公式计算了不同机组负荷下汽轮机排汽量的变化情况以及机组的背压对汽轮机功率的影响特性。根据空冷凝汽器的变工况分析,确定了不同环境温度时汽轮机排汽背压与空冷风机所消耗功率的对应关系。通过优化分析,计算了机组运行的最佳背压。编程开发了计算机应用软件,并进一步根据风机的运行原理实现了机组的不同运行状态下通过采集当时的运行参数给出最经济风机运行转速的功能,实现了对机组运行人员的在线指导。该软件在宁夏灵武发电厂4号机得到实际应用,结果表明该系统应用效果良好,具有重要的实际意义。     

基于相关分析的汽轮机调节系统参数辨识的试验研究

通过现场试验对相关辨识应用于汽轮机调节系统的参数辨识进行了研究，结果表明机组并列运行时，利用同步器给定斜坡保持信号实现激励能够很好地实现系统的参数辨识，获得比较准确的系统和环节的时间常数与参数；证实了相关辨识应用于汽轮机调节系统参数辨识的可靠性和准确性，为系统的在线辨识和状态监测提供了可能。     

基于寿命分析的600MW超临界汽轮机优化运行方式研究

采用汽轮机变工况热力计算,利用有限元方法计算某型600MW超临界机组汽轮机高中压转子在不同工况下的温度场和应力场,并得到转子应力集中部位的载荷谱,然后对不同工况进行转子疲劳寿命分析。在掌握转子疲劳寿命消耗规律之后,对该型机组的汽轮机运行方式进行优化控制,通过寿命分析得出运行优化后可以满足机组的安全性和经济性,同时也能快速响应电网的调度需求。