偏心及部分进汽下密封间隙流体激振力数值研究

喷嘴配汽汽轮机在部分进汽时调节级附近会形成极不均匀的流场,不仅影响调节级动叶轮周力的分布,还会对临近密封间隙内的流场及流体对转子的作用力产生扰动。以某国产300MW汽轮机端部汽封间隙为参考,建立密封间隙CFD模型,求解三维、粘性、可压缩N-S方程,研究了不同进汽方式、偏心情况下流场特性及流体对转子作用力。结果表明:部分进汽的位置、转子的偏心距及两者的相对位置对汽流力的大小、方向和变化趋势产生了较大的影响。在某些部分进汽情况下,偏心距增大也会减小汽流力。     

汽轮机汽封力对转子-轴承系统稳定性影响分析

汽流激振是汽轮发电机组轴系在运行中发生自激振动失稳的重要因素,文中结合汽封设计缺陷或装配不当引发的汽封流体力对转子-轴承系统稳定性的影响进行研究。用等效刚度和阻尼对流体力进行描述,进而分析在汽封流体力作用下致使汽轮机轴系失稳的机理,归纳各位置汽封对汽轮机组轴系稳定性的影响规律,为机组的安全稳定运行提供技术支持。     

工业汽轮机调节级部分进汽瞬态数值研究

针对采用喷嘴调节的汽轮机调节级效率和安全性问题,基于时均的N-S方程,采用六面体结构化网格和有限容积法,对某机组调节级内部流动进行了数值计算。给出了不同工况下调节级内部压力和速度分布图,分析了4阀开和3阀开工况下调节级内部流动。给出了动叶旋转一周扭矩的变化,并将非定常扭矩进行了傅里叶变换,得到了频谱图。研究结果表明,部分进汽使调节级内部流动不均匀,4阀开,动叶所承受最大瞬时扭矩是进汽弧段平均扭矩的2.2倍,3阀开,动叶所承受最大瞬时扭矩是进汽弧段平均扭矩的1.8倍,这可以为调节级动叶安全性校核提供参考;频谱图显示,动叶受到与转速相关的低频激振力;3阀开工况下调节级的效率比4阀开工况下降低7%。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响分析

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明：密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明:密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

超超临界汽轮机转子密封激振特性研究

考虑非线性密封激振力、可倾瓦轴承的弹性支承力、转子阻尼力、转子不平衡力与重力,建立超超临界600MW汽轮机高中压转子-密封系统的非线性动力学模型。该非线性转子-密封系统动力学方程组具有超大规模的维数,采用Newmark数值积分方法对其进行求解,模拟出运行在正常工况下与最大工况下转子不平衡响应与汽流激振的特性;对转子不平衡量和密封流体的周向平均流速对汽流激振现象的影响规律进行分析。结果表明:在一定的范围内,不平衡量大小对发生汽流激振的失稳转速影响很小;密封内流体周向平均速比是影响汽流激振的失稳转速的主要因素,适当减小密封内流体周向平均速比可提高汽流激振的失稳转速;超超临界机组运行在最大工况下高中压转子发生汽流激振的失稳转速明显低于正常工况下的失稳转速。     

部分进汽条件下汽轮机组振动情况的研究分析

针对部分进汽下汽轮机组的振动响应进行建模和仿真计算。首先根据部分进汽试验台建立汽轮机三维有限元模型,按照不同进汽度情况在动叶片上加载利用CFD软件模拟试验工况计算出来的激振力并进行了求解,对考察点加速度序列进行频谱分析,对不同工况下考察点的振动进行对比分析,为减弱实际机组的有害振动提出了预防措施。经过计算发现:机组振动强弱跟所受激振力不平衡程度相关,不平衡程度最高的两相邻通道进汽工况下,机组振动最强,不平衡程度最低的两对角通道进汽和全周进汽工况下,机组振动最弱,同时考察点位置选择对不同工况下机组振动强弱也存在影响。     

双转子系统内转子不同心频谱特性分析

采用Timoshenko梁建立双转子系统的有限元模型,再根据三弯矩方程计算内转子不同心引起的附加轴承载荷,将轴承载荷引入双转子动力学方程,最终建立内转子不同心的双转子系统动力学模型.采用Newmark-β法求解系统动力学方程,分析不同心对转子系统振动频谱的影响.搭建了双转子试验台对仿真结果进行验证.研究表明:内转子轴承的不同心将导致轴承载荷随标高量线性变化,轴承载荷会使内转子产生静态变形.不同心状态下的不平衡响应除引起内、外转子倍频振动外,还激起了多阶正向进动和反向进动的固有频率,导致双转子系统振动频谱更加复杂.     

火电机组汽轮机调节系统伺服阀常见故障分析

火电机组汽轮机调节系统是保证汽轮机安全稳定运行的重要组成部分,其基本功能是通过调节控制汽轮机各进汽阀的开度,满足汽轮机转速和负荷的要求。而电液伺服阀是汽轮机调节系统的重要部件,本文介绍了某电厂600MW亚临界机组调节系统电液伺服阀的结构原理,并对常见故障及处理方法进行了分析和总结,提出了运行维护中提高安全稳定运行的建议。     

转轴-可倾瓦-密封系统振动稳定性测试分析

针对现场实测振动数据表明转轴-可倾瓦-密封系统存在的振动失稳问题,从可倾瓦参数的理论模型、汽流激振力、进汽方式、运行参数、轴承载荷、安装工艺等角度分析转轴-可倾瓦-密封系统振动失稳的原因,并深入讨论转轴-可倾瓦-密封系统振动稳定裕度问题,提出用对数衰减率、系统阻尼、系统抗定常干扰界限值来描述系统的稳定性。     

汽轮机进汽管道压力脉动及其对轴系扭振稳定性的影响

介绍了一种能导致汽轮机轴系扭振失稳的因素。在一次电厂试验中发现,调节汽阀的快速操作会激起进汽管中的压力脉动;对配有高速调节系统的汽轮机,如果蒸汽管道压力脉动的固有频率与轴系扭振固有频率相近,则会发生轴系不稳定扭振,并可能造成轴系破坏。     

汽流激振力下转子裂纹-碰摩振动故障研究

针对汽轮机机组在运行过程中出现的振动故障问题,在考虑汽流激振力情况下建立了转子系统故障分析模型.通过数值分析方法,对转子故障模型进行了研究分析.结果 表明:在综合考虑汽流激振力作用下多种非线性因素作用时,碰摩转子系统在临界转速的混沌区域明显减小,并出现有幅值较大的1/4、3/4倍频.当裂纹深度增加时,故障转子系统的混沌区域逐渐减小;在超临界转速区域系统响应呈现出较长的周期3运动,频谱图上主要体现为3/4、2倍频.研究结果为进一步的故障问题分析诊断提供一定的理论依据.     

降低V94.3A燃机汽机联合循环机组3S离合器啮合振动的技术措施

V94.3A燃气轮发电机与汽轮机啮合过程中经常会出现突变振动。分析表明,这些振动中轴承油膜涡动是导致振动的主要原因。通过调整轴承标高和减少轴承顶隙,可以消除机组不稳定振动。需要指出的是,也有部分出现振动的原因是因为3S离合器本身的物理特性造成的,通过监测发电机和汽机轴的相位角度,并收集不同位置时各物理啮合位置的最小振动值,利用这种技术措施来指导汽机运行与发电机啮合的时间和位置,提高轴承稳定性,降低联合循环机组的振动。     

汽轮机组进汽的多阀控制方式

随着科技的发展和电力市场竞价上网的需要,电液调节系统(简称电调)在汽轮机组上的使用越来越普遍。电液调节系统的阀位控制方式有多阀控制和单阀控制两种,多阀控制的进汽方式比单阀进汽节约主蒸汽量,经济性好。     

燃气蒸汽联合循环机组汽轮机DEH控制优化

本文以提高汽轮机DEH控制的自动化水平、改善调节品质、减少手动操作量为目标,对原设计控制方式进行优化,其中启动冲车、进汽阀控制、供热模式切换控制优化的理念,可为其它机组提供参考与启发。     

1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障特性分析

针对某型1000MW汽轮机组N+1支撑轴系高压转子轴端汽封碰摩故障现象,分析转子轴端汽封碰摩力表达式,通过施加非线性约束方式,采用连续碰撞力-位移的线性逐段函数模拟碰摩过程的非线性接触刚度,构建含轴端汽封碰摩故障的轴系动力学有限元模型。开展机组轴系非线性稳态同步响应和瞬态频域分析,得到工作转速3000r/min下轴系涡动轨迹,以及不同碰摩刚度下轴系支承位置处的振动瀑布图。结果表明,这种轴系发生高压转子轴端汽封碰摩时,对与碰摩点相邻的支承振动影响明显,振动以基频为主,且随着碰摩刚度增加,会出现3X、2X倍频成分,各支承振幅呈现逐步下降趋势。     

超超临界汽轮机转子系统稳定性分析及试验研究

从有限元法出发,把转子和不转动的轴承-基础系统作为一个耦合的整体处理,开发了能够计入汽流激振的计算程序。通过带有迷宫式密封的超超临界汽轮机转子系统模拟试验台测试的临界转速与有限元分析结果的比较,验证了算法所用数学模型的正确性。然后,利用该程序对模拟试验台进行了转子系统稳定性分析,分析结果表明汽流激振对转子系统稳定性有较大影响。     

滑动轴承对大功率高速泵转子动力性能的影响

为解决大功率高速泵振动大、大流量工况下转子易失稳的问题,本文对高速泵轴承及转子系统建模,分析三油槽圆轴承、四瓦可倾瓦轴承对转子动力性能的影响,计算结果表明可倾瓦轴承支承下的临界转速能够与工作转速有更大的避开率且能提高系统的稳定性。试验对比了此两型轴承支承下的转子动力特性,可倾瓦轴承支承下转子的振动峰峰值显著降低,在设计极限功率对应的流量下仍能稳定工作。可倾瓦轴承的应用优化了转子的动力性能,解决了实际工程问题。     

汽轮机气流激振故障的原因分析

汽轮机发生气流激振故障的原因主要是有蒸汽涡动、调节级气流扰动、转子与气缸摩擦造成的强迫振动等,蒸汽涡动是造成汽轮机气流激振故障的主要原因。本文将分析汽轮机气流激振故障产生的原因,并研究蒸汽激振力出现的原理,最后提出气流激振的诊断和维修建议。     

蒸汽管口推力对汽轮机的影响及对策

阐述了塔里木石化分公司合成氨装置鼓风机汽轮机出现的振动异常,对可能引起振动的因素进行排查:如汽轮机转子的对中度及弯曲度、汽轮机猫爪及轴瓦间隙以及汽缸被拉动量等,分析认为汽轮机异常振动是由进、出口蒸汽管道产生的热膨胀推力所造成,通过对汽轮机管口力矩及推力的理论计算,发现其值不满足NEMA SM23标准要求,说明该汽轮机蒸汽管道设计存在缺陷,采取了调整管道支撑弹簧力、在出口管道上增加膨胀节以及在进、出口管道上增加限位支撑等措施,使振动消除。