Catastrophe Model of Steam Flow Excitation Vibration in Steam Turbine Governing Stage

汽流激振是影响大型汽轮机组安全运行的主要故障之一。根据突变理论、非线性振动理论以及流体动力学，从机理分析的角度出发，对汽轮机调节级在部分进汽下导致的汽流激振突变性能进行了定量分析。建立了部分进汽情况下调节级气流激振力模型，以及考虑汽流激振力的调节级非线性动力学模型，通过基于突变理论的推导，得到了调节级汽流激振的尖点突变流形和分岔集，确定了系统汽流激振突变的影响因子，讨论了振幅突变与影响因子的相关性，划分了系统工作的突变区域。最后，利用数值计算方法对汽流激振的幅值响应进行了分析，分析结果验证了基于突变理论的汽流激振突变分析方法的正确性。研究成果为汽轮机汽流激振突变性能的研究提供了一条新的途径。

On-line Failure Diagnostics for Steam Turbine Hydraulic Governing System

This paper presents an on-line failure diagnostic method for steam turbine hydraulic governing system. This method uses the estimated values of friction on sliding valves to calculuate the corresponding dead band. Under load rejection, the steam turbine's additional overspeed caused by these dead bands are studied through computer simulation. This on-line detection of dead bands can realize the failure detection of blockage fault of sliding valves.

Performance Analysis and Retrofit on 350-MW China-Made Supercritical Steam Turbines

In this paper the development status and background of 350-MW China-made supercritical steam turbines are introduced.Through the study on the eight turbines that are put into operation,their technical performances are compared and summarized.The major factors affecting the heat consumption rate are analyzed in details and the technical measures to reduce the heat consumption rate are put forward.These measures have been applied to several such units with significant improvements,which can provide important references for the maintenance and retrofit of 350-MW super critical steam turbines.

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。

基于调峰工况的汽轮机调节级叶型优化设计

采用了遗传算法迭代优化理论对调节级的叶型进行NURBS曲线寻优,得到了基于调峰工况下的优化叶型,并数值研究了叶型优化前、后的调节级级内流场的流动形态、叶片载荷分布和叶栅内损失的发展规律。研究结果表明:叶型优化后,更大的动叶前缘直径能有效降低小容积流量时汽流攻角对流场的影响,更流畅的背弧和更薄的出口边能使调节级叶栅通道内端壁损失减少,二次流的影响区域变小,叶片的载荷增大,叶片表面的附面层厚度得到有效的抑制,叶型损失降低,流动效率有所提高。优化后叶栅不仅在调峰工况性能改善明显,而且在设计工况同样具有良好的性能。

发电企业ATT活动试验优化及双LVDT改造研究

在当前发电行业不断追求更高效率与可靠性的背景下,对汽轮机控制系统的优化成为提升竞争力的关键手段。本研究旨在探讨发电企业ATT活动试验的优化及油动机双LVDT改造,以提高汽轮机控制系统的精确度和稳定性,从而优化整个发电过程的效率和安全性。研究内容聚焦于油动机双LVDT的技术参数改造、控制逻辑的优化,以及改造后对ATT活动试验效果的影响评估。通过深入分析改造前后的性能对比,验证改造措施对提升系统性能的实际效果,对发电行业的技术进步和效率提升具有参考价值。

基于遗传算法的汽轮机数字电液调节系统的参数辨识研究

调节系统性能的退化和故障的发生,首先表现在系统各个组成环节的参数的变化上,因此通过参数辨识可以实现汽轮机调节系统的性能预报、状态监测和故障诊断。文中在简要介绍遗传算法的基础上将其应用于汽轮机数字电液调节系统的参数辨识,给出了参数辨识的基本原理和数据处理方法。辨识结果表明,这种辨识算法具有计算速度快,精度高,程序通用性强等优点,通过合理选择误差函数,相对误差可以控制在1%以内,为汽轮机调节系统的参数辨识提供了一种有效的新方法,具有重要的工程使用价值。

超(超)临界汽轮机组滑压运行优化试验

主蒸汽压力、汽轮机高压缸效率、给水泵汽轮机(小机)进汽流量及给水泵焓升是机组滑压运行时影响汽轮机热耗率的4个主要因素。以超超临界1 000MW机组和超临界600MW机组为例对其进行计算分析,指出汽轮机高压缸效率随主蒸汽压力的变化特性是影响主蒸汽最佳滑压点的根本原因,并进行了不同汽轮机配汽方式的滑压运行优化试验验证。结果表明,节流配汽汽轮机在调节阀全开处出现最佳主蒸汽压力点;喷嘴配汽汽轮机高压缸效率与主蒸汽压力呈非线性关系,因此在汽轮机高压缸效率变化拐点处将出现最佳主蒸汽压力点;获得初步试验结果后,应在各主要机组负荷下进行负荷变动试验,确定最终的运行定滑压曲线。

600MW亚临界汽轮机通流改造的热力设计

600MW亚临界汽轮机在上世纪80年代末引入我国,其技术经济水平已经落后。通过对汽轮机进行通流改造,可大幅提高机组的运行经济性。针对某600MW亚临界汽轮机通流改造的热力设计问题,从热力系统、通流设计等方面出发,对其进行了详细分析及论述,并提出了相应的优化设计方案。结果表明:改造后机组热耗可降低477k J/(k W·h),经济效益显著。

基于遗传算法的汽轮机非线性调节系统的参数辨识研究

简要介绍了遗传算法应用于参数辨识的基本思想 ,并将其应用于汽轮机非线性调节系统的参数辨识。结果表明 :采用遗传算法可准确地辨识系统中死区、限幅等非线性发生部位和参数。辨识结果准确可靠 ,相对误差在 2 %以内 ;与传统的辨识方法相比 ,具有辨识精度高、收敛速度快的优点。结合计算机仿真 ,可以实现系统的性能预测、控制优化、状态监测与故障诊断。图 4表 5参

汽轮机调节系统模型仿真校核技术

汽轮机及其调节系统模型参数实测是电力系统建模的重要组成部分,仿真校核是保证模型参数正确性的关键。针对汽轮机及其调节系统模型参数仿真校核中存在的问题和难点,研究了其解决方法并开发了一套基于该解决方法的汽轮机及其调节系统模型参数仿真校核的软件。软件能够根据实际汽轮机及其调节系统的特性调整模型实现仿真,并且能够根据仿真和实际结果自动计算校核指标。软件能够减少使用者的工作量同时保证校核精度。

800MW汽轮机通流改造的热力设计

通过对汽轮机进行通流改造,可大幅提高机组的运行经济性。针对某800 MW机组汽轮机通流改造的热力设计问题,从热力系统、通流设计、配汽设计等方面进行详细分析,并提出了优化的设计方案。运行后性能试验表明,改造后机组热耗降低明显,经济效益显著。

工业汽轮机交流伺服调节系统设计与仿真

为了解决小型工业汽轮机组调节、控制系统设备简陋,动态响应和稳态精确度差的问题,提出了一种采用交流伺服电机的自动调节系统。在对调节系统部件特性数据分析的基础上,应用机理分析法,建立了工业汽轮机交流伺服调节系统的数学模型,并利用Matlab(Simulink)进行了动态仿真,对PID的增益和时间常数进行了优化。结果表明,采用交流伺服电机作为执行器和数字PID控制策略的调节系统比传统的机械式调节系统具有更优良的动态和稳态性能指标,推进了工业汽轮机交流伺服调节系统的研究。

Prony算法在汽轮机调节系统参数辨识中的应用

在动态频率异常和频率不稳定性研究中,建立原动机及其调节系统准确的数学模型是极其重要的。原动机调节系统模型建立应借助于辨识建模。基于这种考虑,针对汽轮机调节系统,提出一种基于Prony算法的参数辨识方法,利用Prony算法辨识系统传递函数原理,通过对系统特征根和留数进行分析以达到对汽轮机调节系统进行参数辨识的目的。利用该方法编制了程序,并将其应用于所建调节系统模型中,在Matlab及其Simulink中进行了仿真分析。辨识结果表明,这种辨识算法具有计算速度快、辨识精度高、程序通用性强等优点,为汽轮机调节系统的参数辨识提供了一种有效的方法。

500MW汽轮机蒸汽冷却改造的数值分析

为了降低转子由高温蠕变导致的永久弯曲变形速率,以俄制500 MW汽轮机对称进汽结构中压转子的冷却装置为研究对象,利用Fluent软件分析了不同冷却蒸汽流量对再热蒸汽流场的干扰程度以及对机组热效率的影响.在不同冷却蒸汽温度下,对转子前两级的表面温度分布以及转子的高温蠕变速率进行了计算.结果表明:当冷却蒸汽流量在20 t/h以下时,其对再热蒸汽流场的影响很小;冷却蒸汽的最小流量应该大于0.65 t/h,否则在第一级叶轮根部会发生蒸汽逆向流动;当冷却蒸汽流量在允许范围内变化时,流量对转子的冷却效果影响不大,影响转子温度场的主要因素是冷却蒸汽温度;当冷却蒸汽温度分别为470℃、480℃和490℃时,可以分别使转子的安全运行时间延长至19.0年、14.3年和11.0年.

汽轮机调节系统阀杆卡涩故障在线检测方法

鉴于汽轮机调节系统主汽阀的阀杆卡涩对汽轮机的安全运行有着重大的影响 ,目前报道的日本三菱公司提出的阀杆卡涩监测方法存在着灵敏度不高、误判等缺点。该文给出了一种新的阀杆卡涩的辨识方法。新的辨识方法以国产60 0MW汽轮机调节系统为研究对象 ,研究了其调节阀的受力特点 ,分析了其受力方程 ,并根据理论分析和仿真研究 ,找出了各变量之间的关系。在上述研究的基础上 ,该文对阀杆的力平衡方程在Hibbert空间进行了正交分解 ,得出了阀杆卡涩的辨识算法 ,并结合实际情况给出了在线检测干摩擦力的快速算法 ,研制出了基于此算法的快速检测仪。此仪器与作者以前提出的滑阀卡涩检测仪同时使用 ,可以实现更强大的功能 。

第3代汽轮机气动热力设计体系的建立及其工程验证

当代汽轮机气动热力技术已发展到以新一代叶型、弯扭叶片为代表的全三维时代，即第３ 代。文章讨论了第３ 代技术的内涵、基本特征和技术开发思路，介绍了所开发的新技术及其在国产２００ＭＷ 老机组通流部分现代化改造中应用的情况。试验表明，改造后机组通流部分效率提高约５ ％ ，出力可增加１０ ％ ，机组性能达到了先进水平。

提高火电厂汽轮机组性能技术研究与应用

基于火力发电企业属"技术密集型"产业的特点,针对企业当前发展中的突出矛盾,以理论为根据,阐述汽轮机组存在的问题和提高整体性能的方向以及实施综合改造的技术思想、路线、方法、措施与方案。以生产实际为例,阐述如何运用逻辑分析判断问题原因,提出切实可行的改造措施与方案,并付诸于实施以及所取得的显著效果。

GE公司350MW汽轮机通流改造及优化研究

对GE公司生产的350MW汽轮机通流改造的必要性和可行性进行了论证,通过对1号机组通流改造前、后试验数据对比分析,指出了其改造后存在的主要问题:机组通流能力偏大、高压缸效率、主蒸汽压力、最终给水温度偏低等。针对1号机组出现的问题,在2号机组上进一步优化通流改造方案并予以实施,取得了较好的效果,对同类型机组通流改造具有较好的借鉴意义。

大型汽轮机顺序阀方式投运试验

大型汽轮机顺序阀方式投运时可能会出现诸多异常现象,它们的存在威胁着机组的安全运行。从3个方面扼要地总结了顺序阀方式投运时出现异常现象的原因,提出了在顺序阀方式正式投运前要进行顺序阀方式投运试验,该试验共包括6项子试验,都一一对此进行了详细阐述。应用实例表明,大型汽轮机顺序阀方式投运试验能提早暴露顺序阀投运过程中的众多问题,确保顺序阀方式投运过程的安全。