某300MW机组高压进汽结构气动优化

采用数值模拟的方法对某300MW汽轮机的高压进汽结构进行了气动优化,通过增大关键部位通流面积、增大过渡倒圆,降低了流速,总压损失由4.11%降低到0.045%,出口静压不均匀度由0.67降低到0.020。

大容量压缩空气储能系统空气透平工艺结构及运行特性研究

针对大容量(300MW级)蓄热式压缩空气储能系统的空气透平工作组,定量评估了高温方案(315℃)和中温方案(175℃)对透平的工艺流程结构和关键技术参数的影响,探讨了全工况下配气运行方式对透平性能的影响。研究表明,高温方案下透平工作组的工艺结构简单,但储换热系统的初投资高;高温方案的气耗率低,电电转化率高;节流+补气调节方式的高效运行区间最大。

基于内聚力模型的汽轮机末级叶片涂层裂纹扩展数值模拟

为探究汽轮机末级叶片基体与涂层结合强度和分析涂层裂纹萌生及扩展规律,基于双线性内聚力模型理论,建立了基体-涂层界面裂纹扩展计算力学模型,采用有限元仿真方法模拟了汽轮机末级叶片熔覆涂层脱落情况。结果表明,涂层和基体材料参数会影响涂层脱落时的裂纹扩展规律和力学响应;适当增大基体材料弹性模量和减小涂层材料弹性模量能延缓水蚀过程中涂层的失效时间;增大涂层和基体材料弹性模量,能提高涂层与基体结合界面在裂纹扩展中所能承受的最大应力,进而提升涂层与基体结合界面的耐冲击能力。

某660MW机组汽轮机热态启动最佳温升率的确定

为进一步缩短火电机组热态启动时间,满足机组快速启动参与电网调峰的要求,以某660MW汽轮机组热态启动为例,编制程序确定不同启动阶段转子表面的蒸汽参数及换热系数,之后采用ANSYS软件对汽轮机热态启动下的转子温度场及应力场进行了数值模拟计算,分析了汽轮机转子重点监测部位热应力随温升率变化规律。并从不同温升率启动对汽轮机转子低周疲劳寿命的损耗进行分析,得到了机组热态启动的最佳温升率。研究结果可使汽轮机组热态启动下相比设计条件下缩短启动时间18%。所做工作对大型火电机组深度调峰具有一定参考价值。

俄制核电末级叶片围带磨损原因分析及间隙修复

采用试验手段和有限元方法对某核电汽轮机末级叶片围带磨损原因进行了分析,并基于叶片围带在不同间隙下的安全性和经济性分析,确定了叶片安全运行时的围带间隙范围,给出了叶片围带间隙的修复方法和实施工艺流程,为后续末级叶片检修提供了重要的理论依据。

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。

绥中880MW汽轮机阀门进汽方式优化

绥中880MW机组虽进行过现代化通流改造,但调节阀、进汽机构及控制形式并未改造,仍沿用原单阀运行模式,对机组效率影响较大。通过优化阀门开启顺序、优化流量曲线重叠度并进行大量轴承载荷理论计算,对阀门不同进汽方式进行优化研究,推荐合理运行方式,解决单阀一直无法切换问题,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。

基于包络分析的汽轮机叶片振动监测信号处理方法

以汽轮机末级叶片为研究对象,使用末级叶片径向围带上方的传感器采集叶片振动信号,针对信号波动较大,难以确定每支叶片通过传感器位置时刻的问题,采用时域信号的处理方法来确定触发时刻。对信号使用两层Hampel滤波器来消除信号的野点;对处理完的数据进行重采样,消除小范围的波动量;使用平滑滤波来处理数据,使得信号在局部具有单调性;求取信号的包络线,将包络线乘以系数作为信号的触发门限。相对于频域滤波方法,该方法较好地保持了信号的形状,能够精确地识别叶片通过传感器的时刻,对于波动大的信号尤其适用。

火电灵活性改造中大量补水除氧技术探讨

针对灵活性改造中常遇到的大量补水工况,探讨了真空热力除氧关键技术。结合凝汽器热力除氧一般原理和关键环节,对某300MW机组的实测结果进行了分析。分析结果表明,凝汽器在切缸运行工况可以胜任大量补水除氧的任务。相较于常规的凝汽器热力除氧,机组运行大量补水时喷淋除氧布置、管束流场规划、循环水运行、抽真空设备等方面需要进行一定程度的优化。

基于鸟群优化算法的机组多供热方式优化分配研究

针对厂级300MW供热机组,建立了高背压供热、抽凝供热、低压缸切除供热以及电锅炉补偿供热4种供热方式的数学模型,分析了其供热能力和能耗水平。为优化热电厂内多台供热机组热电负荷分配,建立了热电联产机组能耗分析模型,并基于鸟群优化算法得到了不同供热负荷需求下的最佳分配方案。结果表明:当供热负荷为400MW时,单机组高背压供热的煤耗量最低;当供热负荷为600MW时,两台机组高背压组合模式供热煤耗量最低;当供热负荷为800MW时,高背压和低压缸切除组合模式供热煤耗量最低;当热负荷为1000MW时,高背压和电锅炉-低压缸切除组合模式供热煤耗量最低。

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。

某百万通流改造机组通流面积优化及经济性比较

提出了针对1000MW等级火电汽轮机通流改造机组通流面积对经济性的影响,并进行了分析,提出通过精准通流面积控制进一步提高机组经济性的措施。

基于朗肯热力循环模型修正的热电厂热耗改进分析与实践

朗肯循环是热力发电厂的典型热力循环之一,主要包括等熵压缩、等压加热、等熵膨胀以及等压冷凝4个热力过程。在分析朗肯循环的基础上,结合实际工程案例,对4个热力过程进行优化和修正,提高了发电厂朗肯循环的效率,并结合《ASME PTC46电厂整体性能试验标准》,运用简单的Excel软件开发了机组效率分析软件,对发电厂蒸汽循环过程进行了详细的分析诊断,找出机组效率折损点以及优化提升方向。通过检修工作逐一落实热耗改进方案,实现了机组高效运行,节省热耗支出约2263万美元。

厂区布置对钢塔自然通风空冷凝汽器性能的影响

利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,在自然通风状态下,对2×350MW机组钢结构外覆铝板冷却塔及直接空冷凝汽器(DACC)的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究。确定了考核工况,不同环境风向下,周边建筑物对DACC和钢塔性能的影响。结果表明,两机一塔水平矩形布置方式下,平行于A列的来风对钢塔通风和DACC换热有负面影响。不考虑风向频率时,各风向下周边建筑物对DACC总体换热影响约为2.4%。在电厂总平面布置时,应尽量使厂区主导风向避开不利风向,汽机房空冷塔间距还需综合其它因素确定。

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。

用于工业供汽的大型储蒸汽罐技术及结构分析

为满足供汽单位在常规火电快速变负荷及深度调峰时工业供汽的需求,针对直接存储蒸汽的设备进行研究,以保证供汽的快速性、稳定性及连续性。以某项目实际需求为依据,进行大型储蒸汽罐的方案设计,就无法采用常规计算且易发生失效主要结构,即罐壁与罐底连接结构进行数值模拟计算,通过计算结果分析,验证了该设备结构的可靠性,以及大型储蒸汽罐用于工业供汽方案的可行性。

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。

某核电厂汽轮机高压调节阀阀杆断裂原因分析

某核电厂汽轮机高压调节阀阀杆发生断裂,采用化学成分分析、力学性能分析、金相检验、扫描电镜观察、能谱分析以及力学分析等方法,分析了阀杆断裂的原因。结果表明阀杆断裂失效类型为高周疲劳开裂,阀杆与球头连接焊缝及热影响区硬度偏高,阀杆部分螺纹牙底圆弧半径过小,在阀芯受到汽流冲击引起的振动交变应力作用下,最终导致阀杆断裂。

百万千瓦级核电汽轮机通流改造提效的研究与应用

由于汽轮机通流技术更新迭代及核电厂延寿、提升效率的需求,核电汽轮机在运行20~30年后需要考虑进行一次整体通流改造。某集团2003年投产的两台百万千瓦级合资型汽轮机改造前存在出力达不到设计值问题,通过研究汽轮机隔板通流面积与反应堆的匹配关系并考虑大修工期及造价因素,进行更换前、后流道第一级隔板和后流道第3级隔板的通流改造,改造后两台合资型汽轮机分别提升出力10.02MW、6.98MW。该集团1994年投产的两台百万千瓦级进口型汽轮机长期运行后暴露出铆钉头冲刷脱落、静叶摩擦阻力及扰动损失大、低压缸余速损失大的问题,在20年大修窗口进行高压缸转子、隔板等通流部件更换的通流改造,改造后两台进口型汽轮机分别提升出力8.8MW、8.6MW。

基于坐标注意力机制的旋转机械故障诊断

旋转机械故障诊断在工业领域具有重要意义。本研究提出了一种基于坐标注意力机制与迁移学习的旋转机械故障诊断方法。为了捕捉旋转机械的故障信号在时频域的特征,运用连续小波变换将原始信号转换为小波时频图。然后,引入基于坐标注意力机制的模型,该机制能够自适应地学习不同位置的特征权重,提升了故障特征的辨别能力。通过在预训练阶段和微调阶段对网络进行训练,实现了模型在不同工况下的迁移学习,提高了模型的泛化能力。实验结果表明,该方法在旋转机械故障诊断中取得了显著的性能提升。相较于传统故障诊断方法,基于坐标注意力机制的模型在故障识别准确率方面取得了明显的提高。同时,通过迁移学习,该模型在不同工况下均表现出较好的性能,证明了其泛化能力和适应性。