考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析

为揭示转子-轴承系统在不同涡动状态下的产热机理,明确不同涡动状态下的轴颈温度分布特性,提出了一种考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析方法。以热效应分析模型为基础,借助C++语言编写用户自定义函数(UDF)引入了温度-黏性模型,采用基于结构化网格的非定常动网格更新方法,实现了同步涡动时轴颈中心的自动迭代。通过算例验证并与Kucinschi实验结果对比,证明了提出的数学模型和求解方法的有效性,探究了轴颈在3种涡动轨迹下,偏心率、同步涡动频率、涡动幅值对轴颈周向温度及压力分布特性的影响。结果表明:当轴颈偏心率固定为0.5、同步涡动频率从50 Hz增大至200 Hz时,直线轨迹下周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹下周向温差的最大相对偏差分别达到了11.51%和14.01%;当轴颈涡动频率固定为159.17 Hz、偏心率从0.1升至0.5时,直线轨迹下的周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹的周向温差的相对偏差均在10%~25%之间;轴颈周向温度分布与油膜黏性剪切力分布具有相位差。研究可为抑制转子热致同步振动失稳提供理论参考。

CAD技术在汽轮机叶片设计与加工中的研究与应用

本文深入研究了计算机辅助设计(CAD)技术在汽轮机叶片设计与加工中的应用。通过CAD技术,成功建立了汽轮机叶片的三维模型,并基于模型进行了风洞试验以优化设计。利用计算机数控(CNC)技术,对优化后的设计进行精确加工,显著提升了叶片制作的精度和效率。实验结果表明,采用CAD技术进行叶片设计和加工,不仅极大提高了制作效率,同时所制叶片在机械性能和流动特性上也显著优于传统方法,为汽轮机叶片制造领域带来了技术革新和性能提升。此外,CAD技术还可以通过建模模拟叶片在各种工况下的性能,为叶片的优化设计提供了有力支持。因此,CAD技术在汽轮机叶片设计与加工中具有巨大的应用潜力和实际价值。

拉筋对叶片气动性能影响分析

在汽轮机低压长叶片结构设计过程中,通常采用阻尼拉筋结构来改善叶片的强度和振动特性。拉筋的存在会阻碍叶栅通道内的流体流动,使流场分布变得更为复杂,并造成气动性能的损失和通流效率的降低。文章将以工业汽轮机低压末级长叶片为模型,对其采用圆形拉筋连接结构和无拉筋时的气动特性进行分析,以研究圆形拉筋对叶片气动性能的影响幅度。

150MW等级双超汽轮机高压缸前轴封结构优化

150MW等级双超机组为超高温进汽方式,高压缸前轴封漏汽温度较高,若轴封结构设计不当,会导致轴封蒸汽外漏、轴承油中带水、端部汽缸变形、汽封动静碰磨或转子弯曲等安全事故,而且较大的高品质蒸汽泄漏也会影响机组的经济性。通过优化高压缸前轴封结构,对数十种漏汽组合模型进行了计算分析,推荐合理运行方式,解决了端汽封漏汽温度高带来的影响,达到了预期效果,提高了经济性,在同类机组中具有较高的应用推广价值。

光滑环形液体密封流态演变规律及静态稳定性研究

光滑环形密封静态刚度系数直接影响转子系统稳定性。为探究影响光滑环形液体密封的静态失稳机制及影响因素,应用计算流体力学方法建立光滑环形液体密封模型,研究密封在不同流动状态(层流、过渡流和湍流)、偏心率、进出口压力和转速下流动特性。结果表明:黏性效应是导致层流到过渡流状态下直接静态刚度先减后增主要原因;在过渡流和湍流中,黏性和惯性效应会使高偏心率下密封产生的气流力和刚度系数均为负值;随雷诺数增加,密封静态稳定性降低。

汽流激振下超超临界汽轮机碰摩转子的油膜力特性分析

为探究汽流激振与碰摩故障耦合下超超临界汽轮机组轴系油膜力特性的变化特点,以高压缸转子为研究对象,计算各非线性因素影响下各向异性转子两端的油膜力特性,并结合力的矢量图分析转子两侧的滑动轴承油膜力参数不同时的矢量变化。结果表明:交叉刚度会引发油膜力矢量图出现椭圆化趋势,通过油膜力矢量图边缘的波动情况可间接表征转子在不同运行工况下的振动特点,该现象可作为轴系故障诊断的一个判别方向。

汽轮机叶片在电气短路故障下的动响应分析

基于电气短路故障分析了汽轮机低压叶片转子系统的静应力、固有频率以及电磁激振力下的动响应,得到了末级叶片的峰值合应力,采用Neuber理论和材料的循环应力应变关系计算了末级叶片的真实应变,并根据材料的应变寿命特性曲线,得到了末级叶片在电气短路故障下的循环寿命,为末级叶片的安全运行提供了重要的理论依据。

倾斜转子-蜂窝密封系统动力学特性

建立了蜂窝密封三维数值模型,采用计算流体力学方法分析了转子倾斜对蜂窝密封泄漏特性和动力稳定性的影响。结果表明:转子倾斜导致蜂窝密封泄漏量减少,倾斜角由0°增加到0.3°,泄漏量降低了1.9%~6.5%;转子倾斜角越大,密封直接刚度系数越大,直接阻尼系数越小;在高频(f>130 Hz)时转子倾斜会导致密封有效阻尼系数减小,易引发轴系稳定性恶化;当转子倾斜时,沿周向同一腔室(2号、7-8号、13号)内的压力均呈正弦规律变化,且随着倾斜角的增大,周向压力绝对幅值增大,同一轴向位置间隙处的压力差增大,密封越易失稳。

湿冷汽轮机变负荷末级1036mm高效叶片气动特性

介绍了湿冷汽轮机变负荷末级1036mm叶片的气动特性。从叶型特点、数值计算方法、分析参数分布规律及在50%、75%、100%负荷下反动度和效率等方面介绍该叶片。

汽轮机组合轴封的设计研究

根据600MW机组低压缸实际工作环境,对某文献提出的新型非接触式螺纹轴封进行分析,在蒸汽密封段内将螺纹齿与传统环形齿相结合,形成新型组合轴封。利用有限元软件对相同工况下的新型组合轴封和传统齿型轴封的密封长度进行仿真对比分析,确定了螺纹齿最佳的改造齿数及改造位置。研究结果表明:相同工况下,将不同数量的环形齿改造成螺纹齿后,新型组合轴封的密封长度均小于传统齿型轴封,将密封段中靠近蒸汽侧的环形齿变成螺纹齿密封效果最佳,且使轴向密封长度比传统轴封缩短9.3%,验证了新型组合轴封设计的可行性,为汽轮机轴端汽封优化设计提供了参考。

汽轮机轴端汽封的设计研究

针对某文献提出的新型非接触式螺纹轴封进行优化设计,确定密封齿的相关参数,将螺纹齿型与传统齿型轴封相结合,形成新型组合轴封。根据600MW机组低压缸实际工作环境,利用有限元软件对相同工况下的新型组合轴封和传统齿型轴封的内部流动状况进行仿真分析。分析结果表明:在相同工况下,新型组合轴封的蒸汽漏出量比传统齿型轴封减少约16.05%,空气漏入量减少约24.11%;与相同长度的环形齿段相比,设计的螺纹段在蒸汽侧和空气侧产生的压降分别比原环形齿段增加约25.42%和41.26%。验证了新型螺纹汽封设计的可行性,为汽轮机轴端轴封的改造提供了参考。

基于梯度提升决策树的火电厂汽轮机故障检测研究

为解决火电厂汽轮机组故障检测精度较低的问题,引入梯度提升决策树方法,研究火电厂汽轮机故障检测方法。选择等效热降分析理论建立火电厂汽轮机数学模型,归一化处理汽轮机输出参数。通过梯度提升决策树对输出参数进行回归拟合处理,从而得出火电厂汽轮机故障检测结果。实验结果表明,该方法在跟踪不同指标的过程中能够实现火电厂汽轮机故障精准判断,故障检测精度高。

基于岭回归算法的压缩机性能曲线实时修正

压缩机作为气体储能系统中的关键设备,其性能曲线的测定具有关键意义。在目前的实际工程应用中,压缩机的性能曲线通常是实测出几个工况点,然后通过简单的线性回归获得,这种方式存在一定问题。文章提出在压缩机运行过程中,实时通过机器学习的方式来处理数据,能够获得更加准确的性能预测模型和性能曲线,并且该曲线能够随着机组的运转得到连续的修正。

火电厂汽机润滑油系统故障诊断与处理技术研究

文章深入研究火电厂汽机润滑油系统的故障诊断与处理技术,涵盖油质不良、油温异常、油压波动和设备磨损等常见故障。针对火电厂汽机润滑油系统故障诊断与处理技术进行分析,为提高系统运行效率、降低维护成本提供切实可行的故障管理技术。

350 MW汽轮发电机推力轴承温度测点布线方式优化

推力轴承瓦块温度的监视是推力轴承运行状态的一个重要参数,推力瓦块温度如果超过设计温度,将导致浇筑在母体上的巴氏合金(简称乌金)磨损烧坏,使转子发生不允许的轴向位移,使汽轮机通流部分发生碰撞、磨损而造成事故,因此对推力瓦温度进行长周期稳定测量、监视是十分必要的。甘肃某热电厂推力瓦温度传输导线破损,造成温度无法正常监视,对推力轴承温度布线方式进行优化,在不对原有设备进行改动的情况下,解决了推力轴承瓦块温度不能长期有效测量的难题,不仅提高了设备运行的安全性,而且缩短了设备检修周期,降低了设备维修成本,可为同类型汽轮发电机组推力轴承出现线束破损的情况提供参考。

低压缸切缸机组回热系统探讨

低压缸实施切缸改造后,与低压缸相连的低压加热器切除,回热系统低压加热器部分仅仅保留一级或者全部切除,除氧器入口水温较正常运行工况低很多,除氧器出现超负荷状态,这不仅影响除氧效果,还会发生除氧器振动等危害机组安全的问题。通过对中排带低加和中排带除氧器两种典型的350MW等级机型进行切缸后回热系统的对比分析,提出了优化措施,有效解决了切缸机组回热系统的缺陷,提高了除氧器的入口水温,满足除氧效果,提高了机组安全性.

数值仿真在MSR系统蒸汽调节阀研制中的应用

MSR系统蒸汽调节阀长期处于高温、高压、变工况的恶劣工况下,极易出现内件冲蚀、振动及噪音。为了指导汽水分离系统蒸汽调节阀的研发工作,采用CFD作为辅助手段对阀体和套筒型面结构不同的两套设计方案分别进行了流场仿真计算,分析流场的流线分布,判断其流通能力、流量特性及斜率偏差是否满足设计输入要求。并借助流量特性试验对仿真和试验结果进行了对比,结果表明,仿真误差在允许范围内,仿真结果可信。方案二阀门的流通能力、流量特性、斜率偏差均能满足设计输入要求,且能同时满足设计输入中3个运行工况下的调节需求。

蜂窝密封加工工艺在汽轮机上的应用研究

某石油化工企业催化装置的汽轮机出现了轴封泄漏的情况,原设计方案为梳齿迷宫密封结构,属于较落后的密封技术。为了解决相关问题,拟定采用蜂窝密封对原轴封方式进行改造。研究过程分析了密封机理,以降低泄漏率为判断依据,运用数值模拟的方式确定了最佳的格芯尺寸、蜂窝深度、膜片厚度以及环带宽度,对比了转速和密封间距对密封性能的影响,进而确定了最佳的结构设计方案。在加工工艺方面,以GH3039高温合金制作蜂窝,通过真空钎焊的方式完成焊接。经实测,该密封装置在24个月内未出现泄漏,同时降低了转子的振动效应。

大功率汽轮机配汽方式对轴系稳定性的影响

电网负荷的波动,使得大功率机组参与调峰运行成为必然。部分负荷工况汽轮机的调节配汽特性不仅影响机组运行的经济性,而且直接影响机组轴系的稳定性。该文采用流固耦合分析方法,以某600MW亚临界机组为对象,对机组部分负荷工况时轴系在气流力作用下的稳定性进行了研究,揭示了机组单阀切换为顺序阀运行时轴系稳定性恶化的机理,提出了机组配汽特性的优化方案,并在机组的运行中得到了成功的应用,有效地改善了机组单阀切换为顺序阀运行时轴系的稳定性。

重型燃气轮机现状与发展趋势

重型燃气轮机是迄今为止效率最高的热-功转换类发电设备,它的研发制造水平代表了一个国家的重工业水平。文中综述了重型燃气轮机工业的发展历史、现状及趋势,给出了当代及未来燃气轮机的主要技术参数,指出燃气轮机最终将发展为以燃氢燃气轮机为核心动力装备的近零排放煤基能源系统。就我国重型燃气轮机发展之路而言,基础研究和应用基础研究是燃气轮机核心技术自主创新体系的内核,我国燃气轮机产业的发展应发挥社会主义市场经济条件下举国体制的制度优势,借鉴国外成功经验,加快形成产学研用结合的重型燃气轮机自主创新技术体系和具有竞争力的产业体系,以满足我国国民经济与能源电力工业日益增长的对重型燃气轮机的迫切需求。