汽轮机机组灵活运行性能的提升措施

发布时间：2021-11-07 21:30

　　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。 

【文章来源】：热力透平. 2020,49(03)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

光热机组纵剖示平面意图

为充分说明该问题，在对部件结构的局部特征，如圆角拐角特征、汽缸进汽蜗舌圆角等应力集中因素不做讨论的前提下，本文采用文献[5]的做法，将汽缸简化为图2所示的空心圆柱体模型。图2中，rin和rout分别表示汽缸的内壁和外壁半径值，二者的差值即为汽缸壁厚大小。采用有限元分析软件Abaqus 6.12对上述二维轴对称模型在启动过程中的温度场和应力场变化历程进行计算分析。温度边界采用“周围流体温度T+表面传热系数h”的第三类边界条件。

整体内缸和多持环的简化模型如图3所示。相比于多持环形式，整体内缸由于所持有的通流叶片级数较多，内外侧承受的压差较大。按照圆筒理论，同等应力强度下，缸体厚度将比后者大(亦即rout＿1>rout＿2)。通过保证空心圆柱体的内径rin不变，改变壁厚(rout)的大小，图4显示了在不同内外半径比rout/rin，即不同壁厚情况下，在相同启动过程中部件内表面处某点的热应力随时间的变化曲线。图4中结果表明，当壁厚增大时，启动过程中因热冲击(对应于刚打开阀门冲转后的某一时刻)和蒸汽温度上升(对应于负荷逐步增大过程)导致的热应力峰值都有所上升，且后者上升更加明显，而较高的热应力峰值则意味着更多的疲劳寿命损耗。对比结果说明降低部件壁厚可利于减少变工况过程中部件的寿命消耗，并有助于机组灵活运行性能的提升。

【参考文献】：
期刊论文
[1]汽轮机高温热部件寿命监测系统介绍[J]. 王鹏,李潇潇,李文福,陈钢.  热力透平. 2019(04)
[2]背压式汽轮机的启动方式分析[J]. 陈先锋.  热力透平. 2018(03)
[3]1000MW汽轮机高压转子温度在线仿真计算方法的研究[J]. 刘岩,杨宇,陈钢.  发电设备. 2012(05)

硕士论文
[1]汽轮机启动过程优化研究[D]. 丁阳俊.浙江大学 2013
[2]超超临界汽轮机转子热应力预测与研究[D]. 祁昊.上海交通大学 2011



本文编号：3482437