F级联合循环汽轮机冷态启动优化研究

描述了联合循环中低压合缸机组汽轮机的冷态启动过程,通过有限元方法模拟了中低压转子在暖机过程中的温度场分布,系统研究了金属凝结换热对转子轴心升温速率的影响。研究发现,提高汽轮机背压可以显著缩短低速暖机时间,背压越高,暖机速度越快。进一步提出了提高轴封供汽阶段的机组背压,利用轴封汽辅助暖机的设想。研究成果可为中低压合缸结构联合循环汽轮机的冷态启动过程优化提供参考。

高强度30Cr2Ni4MoV钢低压转子锻件断裂韧性研究

断裂韧性是汽轮机转子设计、制造和安全性运行评估的关键材料数据之一。测试研究结果显示,汽轮机低压转子锻件用830 MPa强度等级30Cr2Ni4MoV钢在室温下的断裂韧性为264 MPa·√m。通过与其他强度等级的30Cr2Ni4MoV钢的断裂韧性数据进行对比分析,可见随着强度等级提高,30Cr2Ni4MoV钢的室温断裂韧性略有下降,但830 MPa强度等级钢的室温断裂韧性与常用的760 MPa等级基本处于同一水平,仍保持在较高值上。研究成果可为高强度30Cr2Ni4MoV钢低压转子锻件的设计制造提供参考。

步冷试验对核电低压转子30Cr2Ni4MoV钢组织及力学性能的影响

为了解决30Cr2Ni4MoV低压转子钢的长期时效脆化问题,采用化学成分和显微组织分析以及室温拉伸、硬度、冲击、韧脆转变温度测试等方法,研究了步冷试验对核电汽轮机30Cr2Ni4MoV低压转子钢组织及力学性能的影响。结果表明:步冷试验过程中,低压转子钢的晶粒长大,碳化物聚集粗化,导致其拉伸强度和硬度降低,室温冲击吸收能量降低,韧脆转变温度升高,但步冷试验后力学性能的下降并不明显,据此判断所研究的30Cr2Ni4MoV低压转子钢对时效脆化不敏感。

基于模态振型分析的大型汽轮机低压转子高速动平衡方法

针对目前传统影响系数法难以平衡某些大型汽轮机低压转子的难题,提出一种基于模态振型分析的大型柔性转子高速动平衡方法。在分析汽轮机转子系统结构的基础上,综合考虑了动平衡机摆架轴承座的动力特性,采用基于有限元的转子轴承动力学分析商业软件DyRoBeS建立了转子-轴承-摆架系统模型,分析转子系统临界转速和振型,从而根据转子的模态振型,结合柔性转子影响系数平衡法要点,设计合理的平衡工艺,有针对性的选择平衡校正面和平衡转速点,采取逐阶次平衡的方法,实现这类大型特殊柔性转子的动平衡。最后以哈汽产的66万千瓦大型汽轮机低压转子高速动平衡试验为例,应用结果表明采用该方法能有效平衡大型柔性转子,且减少了起机次数,节省了平衡费用。

低压转子钢30Cr2Ni4MoV动态再结晶行为研究

通过高温热力学模拟实验,研究了大型核电低压转子用钢——30Cr2Ni4MoV钢在850～1200℃、应变速率为0.01～1.00s-1变形条件下的高温变形行为,得到了该种钢在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线。研究了发生动态再结晶的临界条件和显微组织,建立了30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶模型,初步确定了该种钢满足动态再结晶细化晶粒要求的合理锻造工艺区间。

AP1000汽轮机低压转子30Cr2Ni4MoV钢的组织及力学性能

采用化学成分和显微组织分析、室温和高温拉伸、硬度、冲击以及韧脆转变温度测试等方法,研究了30Cr2Ni4MoV钢低压转子不同位置的组织和力学性能.结果表明:低压转子不同位置的成分偏析较小,晶粒尺寸变化不大,拉伸强度和硬度比较均匀,但室温冲击性能、上平台能量和韧脆转变温度有所差别;与芯部相比,低压转子表面的室温冲击吸收能量和上平台能量高,韧脆转变温度低.

具有初始弯曲的1000MW汽轮机低压转子的振动特征分析

近年来,1000 MW超超临界汽轮发电机组在中国得到快速发展。然而,运行经验显示,1000 MW超超临界汽轮发电机组普遍存在振动偏大的现象,尤其低压转子两端的振动比较突出。转子振动的原因有很多,质量不平衡和轴系弯曲均会随着转子的每一次旋转周期性地给予转子一个固定的激振力。以某1 000 MW超超临界汽轮机的低压#2转子为例,利用有限元的方法研究其弯曲振动特性,并对质量不平衡和弯轴故障引起的振动特征进行了对比分析。计算结果显示,转子在定速下旋转会出现因质量不平衡或弯曲而产生的涡动,当转子支撑在各向同性轴承上时,无论是激振力是正向或反向涡动,所引起的振动响应均为正进动;而当转子支撑在各向异性轴承上时,无论是激振力是正向或反向涡动,所引起的振动响应均将是为反进动。当交叉刚度呈异向(一个为正,一个为负)时,无论是否存在阻尼,转子将出现不稳定。

超临界600MW机组振动特性分析综述

对哈尔滨汽轮机厂超临界600 MW机组存在的低压轴承座振动不稳定,低压转子不平衡振动和振动突变,发电机轴承座振动不稳定以及滑环小轴不平衡等共性问题作了分析。结合部分故障实例,如鹤岗、太仓、沁北、珞磺、汕头、乌沙山、伊敏、姚孟、巢湖、阳城等电厂多台机组的分析和处理过程,给出对于低压轴承座振动不稳定和低压转子不平衡振动,可采取使低压缸膨胀到位以及对低压转子进行高速动平衡解决;采取结构优化解决发电机座振动不稳定;采取高速动平衡解决滑环小轴不平衡振动等。

国产300MW汽轮机4号轴承不稳定振动问题研究

在对国产300MW汽轮机低压转子与轴承系统的结构特点分析基础上,结合大量现场试验研究,分析了300MW汽轮机4号轴承不稳定振动的特点。主要从真空变化、轴封蒸汽参数变化以及负荷、轴承标高等的变化对4号轴承不稳定振动的影响加以分析,总结了引起4号轴承不稳定振动的原因,并提出了控制4号轴承不稳定振动的运行与维护措施。

华能鹤岗发电公司2号机组轴系现场高速动平衡

鹤岗发电有限公司2号汽轮发电机组大修后额定转速下低压转子和励磁机转子轴振超标,分析振动数据发现,低压转子存在二阶质量不平衡及发电机励磁机联轴器质量不平衡。通过对低压转子及发电机励磁机联轴器进行现场高速动平衡,使低压转子及励磁机转子轴振降低至76μm以下,振动达到良好水平。

长期服役后低压转子30Cr2Ni4MoV钢的性能研究

以1根长期服役的30Cr2Ni4MoV钢低压转子为例,通过显微组织分析、室温拉伸、高温拉伸和冲击以及韧脆性转变温度试验等方法研究了低压转子不同部位的显微组织和性能,并分析了低压转子强度和韧性变化的原因.结果表明:在低压转子电机端中心部位出现C、Cr、Ni和Mo等成分的偏析;转子不同部位的组织形态区别明显,服役时温度高的部位未发生明显的碳化物析出增多和颗粒粗化;转子不同部位的室温拉伸性能差别较大,服役时温度高的部位的拉伸强度未出现明显降低;转子外缘不同部位冲击韧性相同,但近中心孔不同部位的冲击韧性差别大;转子不同部位总冲击能量的区别主要表现为裂纹扩展能的差异,但裂纹形成能无明显区别;服役时转子高温部位的韧脆性转变温度升高;由于低压转子尺寸大,造成制造时不同部位的成分和显微组织的差别,这是导致不同部位性能差异的主要原因.

引进型300MW汽轮机低压转子动平衡

上海汽轮机有限公司引进型 30 0MW汽轮机低压转子多次出现需要现场动平衡现象 ,本文针对这一问题从高速动平衡工艺 ,动平衡方案 ,动平衡设备及安装 ,转子设计及制造误差等方面研究并寻找答案 ,发现并解决了其中存在的部分关键问题 ,并就上海汽轮机有限公司高速动平衡仍然存在的问题提出建议。

300MW汽轮机低压转子叶片动频试验

介绍了用无线电遥测技术对300MW等级汽轮机低压转子末级自由叶片和整圈连接叶片两种型式叶片进行的动频测试试验测试系统和测试方法。此外,根据调频叶片和整圈连接叶片避免共振的安全条件对试验结果进行了分析。动频测试时振动信号良好表明,该无线电遥测系统测试技术是成熟和有效的。

叶顶间隙对涡轮非定常气动性能的影响

为了分析动静干涉条件下叶顶泄漏流动对涡轮气动性能的影响,对某高负荷低压涡轮级进行了不同动叶叶顶间隙下的定常和非定常数流动的值模拟研究。结果表明:叶顶泄漏流动对上游静叶和动叶中、下部区域影响极小,影响范围主要体现在叶顶区域;随着叶顶间隙增加,动叶能量损失增加,且非定常条件下的损失增加比定常条件下大;叶顶泄漏流动对叶顶通道涡的发展和生成具有抑制效果;动静干涉效应对于泄漏涡的生成、发展、运行轨迹以及范围都有影响,且随着叶顶间隙的增加这种影响效果逐渐变得明显。

俄制220MW汽轮发电机组低压转子振动分析及治理

为了解决某电厂4号机组低压转子振动长期处于报警值的状况,首先对小修停机过程中轴系振动进行监测、分析,进而制定了在低压转子加重的动平衡方案;小修后启机,针对轴系振动出现的变化,经过分析判断,确认是轴系中心调整所致,并制定了在低发对轮加重的方案;最后将低压转子振动降至优秀的水平。处理结果表明,通过合理的轴系平衡可以以最少的启机次数解决低压转子振动超标的故障,为类似机组振动处理提供了参考。

汽轮机焊接转子接头残余应力研究四:核电焊接低压转子1∶1验证件接头区残余应力分布

焊接区残余应力的研究对核电低压转子制造工艺、服役安全性以及应力腐蚀评价均有重要的参考作用。测试了百万级核电焊接低压转子1∶1验证件接头区热处理前后残余应力分布,结果表明,现有热处理工艺对降低焊接残余应力是可行、有效的,且测量数据反映出焊接过程比较稳定。相关结果对掌握焊接转子残余应力分布提供重要参考。

高低压联合转子材料及热处理工艺研究

根据高低压联合转子使用特性和技术要求 ,设计了相应的 2 .5 % Cr Ni Mo V钢转子材料 ,并进行了相关的物理和工艺参数试验 ,对试验结果进行了对比和讨论 。

300MW汽轮机供热改造双低压转子互换技术应用

介绍了上海汽轮机厂(STP)对300MW亚临界汽轮机进行高背压循环水供热的改造方案。低压部分采用先进的通流技术,结构部件进行了较大的优化,并通过对机组辅助系统的核算分析调整,改造后机组供热能力大幅提升,确保了汽轮机运行的安全性。

1000MW超超临界汽轮机低压转子制造技术研究

本文讲述了超超临界1000MW汽轮机低压转子制造技术研究的工艺方案和技术难点以及解决的方法、技术创新点与所产生的社会经济效益。

基于变旋翼转速的涡轴发动机优化控制

研究了涡轴发动机/旋翼一体化优化控制问题,分析了直升机旋翼需用功率与涡轴发动机工况的关系,旋翼转速、旋翼总距、纵向周期变距及横向周期变距对旋翼需用功率的影响.以最小旋翼需用功率为目标函数,用线性规划算法进行发动机/旋翼性能寻优.进行了巡航状态下变旋翼转速的涡轴发动机优化的数字仿真实验,仿真结果表明在巡航状态应用变旋翼转速的涡轴发动机优化,可以降低油耗1.5%～5.5%,同时降低涡轮温度4.4～16℃,具有实际应用价值.