湿蒸汽非平衡凝结流动中Wilson点位置预测研究

在均质流动中,水蒸汽膨胀至饱和线并不凝结,达到Wilson点时才开始凝结,而Wilson点位置的确定对激波自激振荡的研究有重要意义。基于国内外研究现状,以Moses-Stein喷管为研究对象,通过对喷管中的湿蒸汽非平衡凝结两相流动进行计算,明确了Wilson点位置的影响因素,并提出了一种基于三元二次正交的湿蒸汽非平衡凝结流动Wilson点位置预测方法。研究结果表明:喷管收缩段曲率半径和进出口压比对Wilson点的位置几乎没有影响,扩张段曲率半径、喉部高度和进口过热度对Wilson影响较大,并计算得到了预测Wilson点位置的回归方程,经检验误差在合理范围内。

CO_(2)压缩机组驱动汽轮机节能改造与安装

某进口CO_(2)压缩机组驱动汽轮机已运行45年,存在缸体变形、效率低、轴承磨损等问题。为解决上述问题,决定更换1台国产新机。文章对压缩机组汽轮机节能改造与安装的过程进行了分析和总结,并通过该汽轮机节能改造与安装项目研究了新、旧汽轮机在结构设计方面的异同;同时,针对四轴系的大型压缩机组,研究了如何在保证压缩机3个轴系不动的情况下,以低压缸为基准实现汽轮机中心在前后、高低、左右3个坐标方向上高精度(0.01 mm级)定位的方法,并利用该方法完成了新汽轮机(总质量22 t)的逆向、精准安装。

全厂及汽轮机岛性能试验标准比对和实践研究

性能验收试验是燃煤发电机组建设工程验收的关键一环,其准确有效的前期规划和实践管理对于燃煤电站建设工程的合同制定和项目移交起着至关重要的作用。结合海外燃煤发电工程项目和国内燃煤发电工程项目性能验收试验实践现状,对比分析了国标和相应ASME标准关于全厂及汽轮机性能验收试验的差异,结合二者在工程实践中的应用情况,提出了前期技术协议规划和现场实践中的注意要点。研究成果可为海外燃煤发电工程项目的前期规划和项目管理提供指导,同时可为性能试验的标准化研究提供参考。

基于损伤力学分析的汽轮机转子寿命损耗计算方法

在ANSYS有限元软件中使用耦合损伤的Chaboche黏塑性本构模型对1000 MW超超临界汽轮机转子在不同起动工况下的热机械力学响应进行了数值模拟。基于转子表面危险区域应力和损伤的分析结果,建立了汽轮机起动参数与转子最大损伤之间的函数关系,并以此提出了一种适用于复杂起动及升负荷工况下的转子寿命损耗计算方法。结果表明:在标准起动工况下模型计算结果与汽轮机寿命损耗分配表中的数据基本一致,验证了模型的有效性;采用所提方法后,对实际起动曲线进行简单处理,可快速计算出转子的寿命损耗率以及危险区域的热应力。

汽轮机斜孔腔蜂窝密封泄漏性能优化数值研究

蜂窝密封是目前汽轮机中最先进的密封方式,能够有效减少密封间隙同时显著提高转子的动力特性,蜂窝密封的结构创新和孔腔形状的几何优化是降低运行中泄漏率的有效途径。本文通过引入轴向倾斜角参数,提出了一种中心轴线与转轴轴线成一定角度的倾斜孔型蜂窝密封,利用Fluent软件模拟了不同孔腔几何形状的蜂窝密封的三维流场和压力分布,研究了几何参数对倾斜孔型蜂窝密封泄漏率的影响。结果表明:迎风倾斜孔型蜂窝密封与直孔型和斜齿迷宫密封相比,泄漏率有望显著降低,并探讨了轴向倾角对倾斜孔型蜂窝密封泄漏量的影响机理。

汽轮机磁阻式转速测量波动原因分析与处理方法

磁阻式转速测量系统是汽轮机组中常见的转速测量装置。本文分析了在汽轮机正常运行过程中,由于转速测量问题造成机组转速显示波动的原因,介绍了在转速显示波动情况下的处理方法。

基于Modelica的变工况下汽轮机蒸汽参数建模

汽轮机仿真模型能辅助研究汽轮机蒸汽参数在不同工况下的变化情况,为故障检测与诊断提供先验知识。基于物理机理建立了变工况下汽轮机蒸汽变化的数字仿真模型,对汽轮机变工况条件下的蒸汽参数变化趋势进行了分析。研究结果表明,基于物理机理建立的模型能够较为准确地预测汽轮机在不同工况下的性能表现,仿真模型的结果与实际情况相符,表明该模型具有较好的应用性和可靠性。研究结果对汽轮机的设计和优化具有一定的参考价值,同时也可为汽轮机的运行和维护提供一定的理论支持。

汽轮机数字电液调节系统静态特性研究

研究汽轮机数字电液调节系统(简称DEH)静态特性可以为机组的灵活、经济运行奠定基础。以某600MW机组为例,从机理建模的角度分析其DEH各个组成环节的静态特性,最终得到DEH的四象限图。研究表明:DEH四象限图中第一象限保持线性关系,是由传动放大机构和配汽机构两个非线性曲线叠加形成的;软件凸轮和机械凸轮装置在调节系统中位置的不同,是造成DEH与机械液压调节系统四象限图差异的主要原因。

工业汽轮机调节控制系统调试方法及实施

对工业汽轮机经新安装或大修后需进行的相关试验的要求和调整方法进行研究,从汽轮机空行程的要求和调整、静态试验和调整、动态试验和调整三个方面总结分析,确定各阶段需进行的试验要求和操作方法,验证机组的特性,避免运行中的隐患。

现代技术在汽轮机改造中的应用研究

应用现代技术对汽轮机进行创新与改造,进一步提高其流通效率,能有效控制汽轮机的漏气故障并解决设备运行能耗过大的问题,对可持续发展有积极影响。基于此,本文先讨论了影响汽轮机运行的主要因素,提出了汽轮机改造的主要方向以及冗余改造技术、节能改造技术、运维优化技术在汽轮机改造中的实践应用。

汽轮机安全监测系统存在的问题及改进措施研究

汽轮机安全监测系统是保障汽轮机组稳定运行的关键结构,但在实践中,汽轮机安全监测系统易发生运行异常或其他故障问题。本文对汽轮机安全监测系统运行中存在的问题、常见的故障及其成因做出了一系列分析,并在此基础上提出了可靠、科学、合理的改进措施,希望可以为汽轮机安全监测系统的相似问题处理提供参考与借鉴,保障汽轮机组的稳定、安全运行。

调速系统在汽轮机性能优化中的应用

随着经济的发展和科技的进步,汽轮机的应用愈发广泛,且与人们日常生产生活息息相关。汽轮机在正常运行的过程中,调速系统是其中非常关键的组成部分。一旦调速系统出现异常,汽轮机将会发生被迫停机故障,从而影响整个汽轮机的安全稳定运行。因此,本文主要介绍了汽轮机的工作原理和基本组成和部分,指出了调速系统在整个汽轮机中所发挥的重要作用,并分析了汽轮机调速系统常见故障,最后提出了汽轮机调速系统改造升级措施,以优化调速系统在汽轮机性能中的作用,从而最大限度保证汽轮机的安全稳定运行。

基于振动信号分析的发电机组轴承状态监测技术研究

在现代电力工业中,发电机组作为核心设备,整个电力系统可靠性都需要其稳定运行进行维系。同时,轴承在发电机组中扮演重要角色,机组的整体运行效率跟其性能状态更是存在直接相关的影响。鉴于此,本文深入探讨基于振动信号分析的发电机组轴承状态监测技术,利用实时捕捉和分析轴承振动信号的方式, 希望为发电机组的稳定运行提供有力保障。

汽轮机高压胀差超限仿真分析与损伤状态建模评估

汽轮机冷态启动带负荷运行中高压胀差严重超限导致停机,惰走过程中出现剧烈碰摩振动,通过DCS数据调查分析,给出高压胀差大的影响因素。利用ANSYS有限元转子建模,重点模拟了轴封温度变化对高压转子膨胀量影响,提出了机组冷态启动时高压胀差的运行控制措施。基于高压转子外侧端面晃度量,理论估算转子最大弯曲值,采用Matlab建立高压转子集中质量模型,运用Riccati传递矩阵法仿真计算其振型和一阶临界转速区最大振动,判断该高压转子已无法正常投入运行,提出揭缸检查建议。揭缸检查结果验证了转子最大弯曲量等仿真计算结果的准确性。转子建模故障评估对机组检修具有重要指导意义。

基于大数据分析的火电机组引风机故障预警研究

针对火电机组引风机故障频发的问题,提出了一种基于大数据分析的引风机故障预警方法。以某330 MW火电机组引风机为研究对象,提取了与其工作状态密切关联的11种特征信息,进行数据预处理后,结合BP神经网络建立了引风机状态预测模型,其误差满足工程要求。引入分布式控制系统(distributed control system,DCS)和安全仪表系统(safety instrumentation system,SIS),设计了一套引风机状态预警系统,并开发了此预警系统的可视化界面,当某一特征信息的实测值超过模型预测值的安全阈值后,系统会提醒运行人员进行检修和故障排查,实现对引风机故障的有效预警。

二氧化碳和水蒸气在叶栅通道内的流动特性对比

为探究二氧化碳和水蒸气工质在透平叶栅中损失特性的异同,采用数值方法研究了2种工质在轴流透平静叶栅以及级内的流动特性,获得了亚音速条件下透平级高效运行的最佳马赫数。结果表明:随着马赫数增大,流动损失先增大后减小;当马赫数较低时,扩压段范围较大且易回流,使得壁面边界层增厚并分离,总体流动损失增大;当马赫数较高时,通道内二次流强度较大,且在叶片尾缘附近产生激波,其流动损失主要源于二次流和激波;与水蒸气相比,二氧化碳的动力黏度略大,密度约是水蒸气的2倍,在相同马赫数时其主流速度较低,边界层较厚,因此在马赫数较低时其壁面摩擦损失较大,总体损失较大;马赫数低于0.30时,以二氧化碳为工质的透平级总总等熵效率较低,马赫数高于0.50时,二氧化碳的效率略高于水蒸气;在叶型最佳出口马赫数约为0.60时,2种介质在级环境下的总总等熵效率均达到最高。该研究结果将为进一步提高水蒸气和二氧化碳轴流透平的设计水平以及深入理解不同介质在透平级内的流动特性提供参考。

抽背式汽轮机调节系统的应用与维护

本文阐述抽背式汽轮机调节保安系统的供油系统、调节保安系统、汽轮机监测仪表系统的组成、工作原理、动作工程,以及调节保安系统的调整与试验和调节系统启动、运行、停机过程中应该注意的事项。

碳中和背景下热电联产机组抽汽分配节能优化

为了研究热电联产机组在全工况不同供热负荷分配下电厂煤耗量的变化规律,实现电厂深度节能与减少碳排放量的目标,以某2台630 MW热电联产机组作为研究对象,利用EBSILON软件建模,并基于弗留格尔公式和热量法原理,进行单、双台机组不同热负荷分配方案的研究分析。研究发现:单台机组的热电负荷变化对煤耗的影响存在一个临界供热抽汽流量点,当供热流量小于该临界点时,电负荷越大,机组发电热效率越高;当供热流量大于该临界点时,电负荷越小,机组发电热效率越高。对于2台运行机组,当供热负荷集中分配给某一台机组时,在不同工况下的全厂煤耗量最小,节能效果更好。寻找最佳供热分配方式,有利于降低电厂的煤耗,对电厂节能减排以及响应国家的“碳中和”政策具有重要意义。

汽轮机试验欠采样信号的处理方法研究

在汽轮机数字电液控制(DEH)系统试验的信号采集过程中,可能会碰到信号主要成分的频率过高,仪器无法满足奈奎斯特采样定律的情况。针对这一问题,通过希尔伯特变换构造解析信号的方法得到了信号的包络图,并根据包络信号对阀门的关闭时间进行了计算。考虑到基于信号包络线的计算方法计算精度受峰值点的时间间隔影响,为了提高计算精度,对欠采样信号进行了重构,通过快速傅里叶变换(FFT)对信号的主频率进行了分析,根据频域周期性延拓的性质确定了信号的主频率。在此基础上,根据信号初始值计算出了信号的初始相位,结合信号频率与初始相位对欠采样信号进行了重构。根据重构信号与实际信号差值,应用赤池信息(AIC)准则获取极值点的方法对阀门关闭时间进行了计算。比较2种方法的结果可知,通过信号重构的方法计算精度明显优于希尔波特变换求包络法,该研究结果可用于各类单频率成分的欠采样信号的重构,可以弥补DEH试验中硬件无法满足采样定理的不足。

330 MW汽轮机大修后低压转子振动异常原因分析及处理

针对某330 MW汽轮机大修开启后,电气测试期间2号轴承振动异常等故障,经过对电气测试时间和汽轮机起停机阶段中的振动特性及运动参量的解析,判定中压缸膨胀异常导致3号轴承抬高,引起2号轴承支撑脱空是故障的主要因素。调节2号、3号轴承标高并对支承板角弯沉进行补偿后,汽轮机在起动、带负载的工作过程中各轴承振动均正常,在不同载荷下的推力瓦温度均符合要求,为解决同类问题提供了参考。