火电机组深度调峰经济性及末级叶片安全性研究
发布时间：2022-08-07 17:45
随着日益增长的带有间歇特征、不稳定特征的风电、太阳能等可再生能源发电的接入电网,以及电力用户需求的不断变化导致电网负荷峰谷差日益增大,电网对火电机组调峰的要求越来越迫切,同时也带来了一系列经济性和安全性问题,对汽轮机组调峰适应能力提出了更高的要求。本文选定国内目前某600MW超临界汽轮机组作为研究目标,并陆续对其在深度调峰下的各项性能进行研究分析。首先,在深度调峰下,汽轮机主辅机运行状态更加复杂,为了掌握汽轮机组的热经济性能,分析并计算汽轮机组调峰能耗特性,创建机组变负荷调峰能耗计算模型,然后对机组在不同负荷工况下的试验数据进行采集,经过整理后进行简单计算并分析,确定汽轮机组不同负荷调峰状态下的能耗指标,得到了负荷率与汽轮机组在不同工况下各项经济性指标的对应关系,对其经济性进行简要分析。其次,在对汽轮机组经济性研究的基础上,为了更好的了解深度调峰对低压缸末级的气动性能的影响,以600MW汽轮机作为主要研究对象,基于商业计算流体软件Ansys CFX 16.1,通过改变出口背压的方式对汽轮机组末级流动特性进行数值模拟,分析其末级叶片在设计工况和高背压工况下的流动特性,结果表明,随着末级背...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关研究进展
1.2.1 深度调峰下机组经济性研究动态
1.2.2 深度调峰末级流场研究动态
1.2.3 叶片强度分析研究动态
1.3 目前汽轮机组调峰存在的问题
1.4 本文主要研究思路与内容
2 汽轮机组深度调峰经济性研究
2.1 600 MW机组深度调峰试验
2.1.1 调峰试验标准
2.1.2 600 MW机组试验方法
2.1.3 试验测点及测量仪表
2.1.4 试验设备状态及试验程序
2.1.5 试验数据的计算及整理
2.2 600 MW机组调峰经济性分析
2.3 本章小结
3 汽轮机末级流场数值计算方法
3.1 计算流体力学理论
3.1.1 控制方程
3.1.2 湍流模型
3.1.3 计算方法
3.2 计算结构力学
3.2.1 理论方程
3.2.2 计算方法
3.2.3 流固耦合面数据传递
3.3 本章小结
4 600MW机组深度调峰下末级流场特性分析
4.1 深度调峰下末级流场概述
4.2 物理模型与网格划分
4.2.1 研究对象
4.2.2 物理模型
4.2.3 网格划分
4.3 数值方法及边界条件
4.4 计算结果分析
4.4.1 末级动静叶压力分布
4.4.2 静叶速度场分析
4.4.3 动叶速度场分析
4.4.4 末级静叶压力面极限流线分布
4.4.5 末级静叶吸力面的极限流线分布
4.4.6 末级动叶压力面极限流线
4.4.7 末级动叶吸力面极限流线
4.5 本章小结
5 600MW机组深度调峰下末级叶片安全性分析
5.1 流固耦合分析
5.2 有限元模型
5.3 网格划分
5.4 边界条件设置
5.5 流固热耦合计算结果
5.5.1 强度分析
5.6 叶片强度安全性校核
5.6.1 强度校核原理
5.6.2 不同背压下动叶片安全校核
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]火电机组“热电解耦”后低压末级叶片动应力分析[J]. 马义良,李宇锋,梁天赋,马小乐. 汽轮机技术. 2018(05)
[2]热冲击后气膜冷却叶片结构强度流固热耦合仿真[J]. 关鹏,艾延廷,王志,包天南. 航空动力学报. 2018(08)
[3]吉林省“弃风”问题及风电消纳政策综述[J]. 李伟,杨薏霏. 中国市场. 2018(20)
[4]高速汽轮机末级叶片和轮缘强度分析及优化[J]. 岑黎明,李一兴,许宇健,龙秀峰. 汽轮机技术. 2018(03)
[5]燃煤机组深度调峰对汽轮机设备的影响[J]. 吴瑞康,华敏,秦攀,包劲松,楼可炜,丁阳俊,樊印龙. 热力发电. 2018(05)
[6]核电超长末叶气动稳定性的流固耦合数值研究[J]. 庾明达,徐自力,范志飞,曹守洪,范小平,方宇. 西安交通大学学报. 2018(07)
[7]京津唐电网火电机组深度调峰经济性分析[J]. 贾志军,李强,李柏利. 内蒙古电力技术. 2018(01)
[8]基于ALE有限元法的流固耦合强耦合数值模拟[J]. 何涛. 力学学报. 2018(02)
[9]火电机组灵活性改造技术路线研究[J]. 刘刚. 电站系统工程. 2018(01)
[10]燃煤发电机组深度调峰运行的能耗特性分析[J]. 张国柱,张钧泰,李亚维,刘明. 电力建设. 2017(10)
硕士论文
[1]660MW超临界燃煤机组调峰对经济性及环保的影响研究[D]. 靳旺宗.华北电力大学(北京) 2017
[2]火力发电机组深度调峰下汽轮机系统特性研究[D]. 解春林.华北电力大学 2013
[3]大型燃煤机组深度调峰运行经济性安全性分析及负荷优化分配[D]. 王海宁.华北电力大学 2012
本文编号：3670763
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关研究进展
1.2.1 深度调峰下机组经济性研究动态
1.2.2 深度调峰末级流场研究动态
1.2.3 叶片强度分析研究动态
1.3 目前汽轮机组调峰存在的问题
1.4 本文主要研究思路与内容
2 汽轮机组深度调峰经济性研究
2.1 600 MW机组深度调峰试验
2.1.1 调峰试验标准
2.1.2 600 MW机组试验方法
2.1.3 试验测点及测量仪表
2.1.4 试验设备状态及试验程序
2.1.5 试验数据的计算及整理
2.2 600 MW机组调峰经济性分析
2.3 本章小结
3 汽轮机末级流场数值计算方法
3.1 计算流体力学理论
3.1.1 控制方程
3.1.2 湍流模型
3.1.3 计算方法
3.2 计算结构力学
3.2.1 理论方程
3.2.2 计算方法
3.2.3 流固耦合面数据传递
3.3 本章小结
4 600MW机组深度调峰下末级流场特性分析
4.1 深度调峰下末级流场概述
4.2 物理模型与网格划分
4.2.1 研究对象
4.2.2 物理模型
4.2.3 网格划分
4.3 数值方法及边界条件
4.4 计算结果分析
4.4.1 末级动静叶压力分布
4.4.2 静叶速度场分析
4.4.3 动叶速度场分析
4.4.4 末级静叶压力面极限流线分布
4.4.5 末级静叶吸力面的极限流线分布
4.4.6 末级动叶压力面极限流线
4.4.7 末级动叶吸力面极限流线
4.5 本章小结
5 600MW机组深度调峰下末级叶片安全性分析
5.1 流固耦合分析
5.2 有限元模型
5.3 网格划分
5.4 边界条件设置
5.5 流固热耦合计算结果
5.5.1 强度分析
5.6 叶片强度安全性校核
5.6.1 强度校核原理
5.6.2 不同背压下动叶片安全校核
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]火电机组“热电解耦”后低压末级叶片动应力分析[J]. 马义良,李宇锋,梁天赋,马小乐. 汽轮机技术. 2018(05)
[2]热冲击后气膜冷却叶片结构强度流固热耦合仿真[J]. 关鹏,艾延廷,王志,包天南. 航空动力学报. 2018(08)
[3]吉林省“弃风”问题及风电消纳政策综述[J]. 李伟,杨薏霏. 中国市场. 2018(20)
[4]高速汽轮机末级叶片和轮缘强度分析及优化[J]. 岑黎明,李一兴,许宇健,龙秀峰. 汽轮机技术. 2018(03)
[5]燃煤机组深度调峰对汽轮机设备的影响[J]. 吴瑞康,华敏,秦攀,包劲松,楼可炜,丁阳俊,樊印龙. 热力发电. 2018(05)
[6]核电超长末叶气动稳定性的流固耦合数值研究[J]. 庾明达,徐自力,范志飞,曹守洪,范小平,方宇. 西安交通大学学报. 2018(07)
[7]京津唐电网火电机组深度调峰经济性分析[J]. 贾志军,李强,李柏利. 内蒙古电力技术. 2018(01)
[8]基于ALE有限元法的流固耦合强耦合数值模拟[J]. 何涛. 力学学报. 2018(02)
[9]火电机组灵活性改造技术路线研究[J]. 刘刚. 电站系统工程. 2018(01)
[10]燃煤发电机组深度调峰运行的能耗特性分析[J]. 张国柱,张钧泰,李亚维,刘明. 电力建设. 2017(10)
硕士论文
[1]660MW超临界燃煤机组调峰对经济性及环保的影响研究[D]. 靳旺宗.华北电力大学(北京) 2017
[2]火力发电机组深度调峰下汽轮机系统特性研究[D]. 解春林.华北电力大学 2013
[3]大型燃煤机组深度调峰运行经济性安全性分析及负荷优化分配[D]. 王海宁.华北电力大学 2012
本文编号：3670763
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3670763.html
