汽轮机的特征通流面积及弗留格尔公式改进

提出了汽轮机特征通流面积的新概念,并用明确的解析式表达.特征通流面积具有重要特点:只要相应级段的几何参数不变,特征通流面积在不同工况下保持常数,且有较高的精确度;反之,如果特征通流面积改变,原因一定来自级段几何参数的变化.采用特征通流面积可对汽轮机通流部分进行性能分析,建立机组的精确热力性能档案和实现精确的变工况计算,还可将其用于汽轮机的运行监测与诊断等.在研究特征通流面积的过程中,发现广为应用的弗留格尔公式误差较大,因而提出了高精度的改进公式.

基于特征通流面积的汽轮机流量特性辨识方法

对于长期运行后的机组,经常出现汽轮机某些阀位区间负荷响应良好而某些阀位区间负荷响应不理想,究其原因为汽轮机调节阀组的流量特性发生偏离。为使汽轮机流量特性的设定与实际相匹配,本文通过对某660 MW机组汽轮机运行历史数据的挖掘和分析,结合其特征通流面积的特点,提出了一种新的流量特性曲线辨识方法。应用结果表明:该方法可有效辨识出汽轮机额定主蒸汽压力下的流量特性曲线;分段线性优化了流量管理函数;提高了顺序阀模式下汽轮机整体流量特性线性度;重新确定了阀间重叠度,为同类机组汽轮机的流量特性曲线辨识优化提供了参考。

基于特征通流面积的汽轮机通流部分结垢诊断

基于汽轮机特征通流面积(CFA)概念,给出了特征通流面积及其变化率的计算公式,并采用该公式对某亚临界300MW机组大修前、后汽轮机部分级组的特征通流面积及其变化率进行了计算,确定该汽轮机中压缸通流部分发生结垢。该结果与实际情况相符,表明汽轮机特征通流面积可以作为汽轮机通流部分故障诊断的依据。

汽轮机特征通流面积分析及应用研究

根据弗留格尔公式,经过数学推导给出了汽轮机特征通流面积的表达式,并结合某超超临界600MW机组进行计算。结果表明,当机组变工况在50%～100%额定负荷运行时,除个别点(第7级组)外,级组的特征通流面积偏差变化在±1.5%之内。同时,指出特征通流面积在机组运行性能分析、建立单个机组热力性能数据库、变工况计算、在线监测与诊断等方面的应用途径。

基于特征通流面积的汽轮机变工况性能分析

阐述了基于留格尔公式提出的特征通流面积概念的定义及计算方法,在IAPWS-IF97公式基础上,利用Vis-ual Basic 6.0平台初步开发了汽轮机组通流部分特征通流面积计算软件,并以国产600MW超临界机组为研究对象,对机组变工况下级组的特征通流面积进行了计算和分析。研究结果表明:汽轮机级组的特征通流面积在通流部分尺寸不发生变化时,其值保持不变,并且变工况下其计算精度能满足工程要求,可以作为机组通流能力及通流部分故障诊断的准则参数,为机组通流部分的状态监测与故障的精确诊断提供依据。

基于特征通流面积的汽轮机组蒸汽泄漏量评估与应用

为了准确评估蒸汽泄漏量,减小汽轮机热耗率计算偏差,采用EBSILON软件搭建了某超超临界1000MW汽轮机组变工况计算模型,以设计值作为各级组特征通流面积基准计算工况,对各变工况下蒸汽泄漏量进行评估,并采用该评估方法对实际运行中汽轮机热耗率进行修正计算。结果表明:应用特征通流面积评估汽轮机组变工况下蒸汽泄漏量最大偏差为1.22t/h,实际运行中同一阀门开度下汽轮机热耗率修正计算结果偏差为37.7kJ/(kW·h)。因此该评估方法精度高,可用于在线汽轮机热耗率的修正计算,具有一定的工程应用价值。

特征通流面积法在汽轮机故障诊断中的应用分析

在通流部分几何尺寸不发生改变的前提下,汽轮机级段特征通流面积保持不变,可以作为汽轮机通流部分故障诊断的依据。本文介绍了常用的相对内效率法在汽轮机故障诊断中的不足,以及特征通流面积法在故障诊断中的应用原理和方法。并通过火电机组实际案例验证了特征通流面积法在故障诊断中的可行性,该方法可满足大型机组通流故障诊断对时间性和准确性的要求,对汽轮机性能监测和故障判断具有重要意义。

基于特征通流面积的汽轮机调节级变工况计算

汽轮机调节级变工况计算是汽轮机变工况计算中的难点之一,对汽轮机的热力校核和变工况仿真具有重要意义。文中通过运用汽轮机特征通流面积法,首次实现调节级变工况计算,为将复杂的汽轮机调节级变工况计算简单化和精确化提供了新方法。

汽轮机级组特征通流面积的应用

介绍了汽轮机级组特征通流面积在工程实际应用中的相关表达式,以某火电厂310MW机组为例,对汽轮机级组特征通流面积进行分析。通过计算级组特征通流面积的偏差率和级组的相对内效率,判断汽轮机通流部分的运行状况,得出汽轮机第Ⅰ级组通流面积减小、其它级组工作正常、第7段和第8段抽汽压力测量值不准确、以及第5段和第6段抽汽口可能有热蒸汽漏入的结论,并提出在机组大修中对重点部位进行检查和处理建议。实践证明,利用级组特征通流面积进行理论分析的结果与实际相吻合。

汽轮机通流能力诊断指标基准值的确定方法

利用特征通流面积进行汽轮机通流部分的故障诊断时,确定诊断指标的基准值是一项重要的基础工作。研究了汽轮机通流能力诊断指标基准值的选择方法,并且根据汽轮机级组特征通流面积的变化规律,将汽轮机通流部分分为调节级、中间级组和末级,对这三段分别选用不同的方法确定其基准值。

汽轮机通流部分热力参数在线计算方法

介绍了特征通流面积的相关表达式,结合该表达式和相对内效率提出一种基于热力参数汽轮机通流部分在线计算方法。该方法是一种不需要知道机组几何参数,主要基于压力、温度和主蒸汽流量即可实施。以某电厂310MW汽轮机为对象,对多个工况下的计算结果进行对比,结果显示:计算结果满足工程计算精度和实用性的要求。

汽轮机通流部分积盐诊断方法研究

汽轮机通流部分积盐是目前汽轮机通流部分性能诊断的重要研究方向之一。通流部分的积盐严重威胁着机组的安全性经济运行。为研究汽轮机通流部分积盐的关键影响参数及其诊断方法,首先对现有的诊断方法进行了研究,提出了基于压比的趋势分析法并加以验证,然后基于机组典型工况设计值进行精度分析,结果表明,基于压比的趋势分析法具有较高的计算精度和易实现工程应用基础。最后通过对某600MW机组的实例分析,进一步验证了方法的可行性。

基于现场热力参数的汽轮机通流部分故障诊断方法及应用

汽轮机故障诊断关系到整个电厂的安全经济运行。热力参数故障诊断可实现早发现,并能快速定位故障位置。本文提出了基于现场热力参数的级组效率和特征通流面积的诊断方法,并结合现场实际数据对该方法进行验证;采用基于现场热力参数的特征通流面积和级组效率的诊断方法,实现对机组通流状态的在线监测与诊断分析。通过对某电厂300 MW机组故障诊断研究发现:级组效率和特征通流面积在主蒸汽到调节级段、中压缸进汽到三段抽汽级段发生了明显变化;基于调节阀门开度流量特性,分析发现主蒸汽到调节级的效率和特征通流面积变化是由高压调节阀开度变化引起的;中压缸进汽到三段抽汽级段的特征通流面积减小约7.2%级组效率下降5.7%,判定故障发生在该级组段,诊断结果准确可靠,与现场实际完全吻合。

基于改进KNN算法的汽轮机通流故障诊断方法及应用

汽轮机的故障诊断对整个电厂的安全运行意义重大。根据热力参数建立计算模型可以及早地观测到性能退化趋势,预测设备故障类型。本文采用特征通流面积的方法建立汽轮机系统性能退化模型,模拟系统故障样本与测试样本,建立设备故障样本库。通过使用改进的KNN(K-nearest neighbor)算法,基于汽水系统热力参数变化规律,计算当前机组运行数据样本相对于设备故障样本的相似度,判定当前机组各设备已发生故障的概率。通过对某S109FA联合循环机组汽轮机研究结果表明,特征通流面积在不同工况下的计算误差均在5%以内,满足工程计算要求。相比于传统KNN算法,改进KNN算法通过样本评估近邻在决策过程中的权重,取得了比传统KNN算法更高的分类正确率。对测试样本故障诊断结果表明,改进KNN算法比传统KNN算法诊断准确率更高,对测试样本诊断准确率为100%,采用改进KNN算法汽轮机系统故障诊断具有可行性,与现场实际情况吻合。

核电站汽轮机运行性能监测与诊断

就核电汽轮机与火电汽轮机的差异以及由此差异引起的湿蒸汽汽轮机通流性能表征与热平衡计算的难点进行了论述,提出了利用特征通流面积CFA来表征核电汽轮机的通流性能和采用小误差热平衡法来计算核电汽轮机的热平衡图,应用小误差热平衡法和特征通流面积成功开发了核电站热力性能在线监测与分析系统和核电站汽轮机全面热力试验计算软件,并将这两项技术应用在大亚湾核电机组热力性能在线监测与分析系统和岭澳二期核电机组全面热力试验中.结果表明:实际运行监测中特征通流面积监测值的测量精度可控制在1%以内.

基于等效焓降法热电联产机组变工况计算

由于热电联产机组变工况计算比较少,并且由常规热量法和循环函数法等算变工况程序比较复杂,为了能比较直接方便地计算出供热机组的变工况,用等效焓降法对供热机组变工况进行编程,通过在Excel中编程迭代,能够直接准确地计算出不同变工况下的热电联产机组功率、热耗率和汽耗率等热经济性指标,简便了供热机组变工况计算,也为供热机组变工况计算提供了一种准确便利的程序。

基于EMD–CFA法的汽轮机组性能劣化分析

针对汽轮机组的变工况负荷,分别应用比容和温度计算各压力级特征通流面积,以特征通流面积作为评判基准值,分析汽轮机组性能劣化。根据某电厂运行历史数据计算两种不同形式的特征通流面积并作误差分析,结果表明:应用比容计算的特征通流面积精确度优于应用温度计算的特征通流面积。为验证该结果正确性,选取应用比容计算的特征通流面积作为监测基准值,建立C语言动态网页进行实时监测,采用经验模态分解法,对长时间的大数据进行劣化趋势分析,得到各级组长时间运行下机组的微小的劣化趋势。当劣化到一定程度时可提供故障预警。

超高压135MW汽轮机叶片卷边事故的原因分析及改进措施

针对某超高压135 MW汽轮机叶片卷边事故,结合受损症状和启动过程进行了分析,发现叶片卷边为温态冲转过程中汽轮机进水所致。采取了相应的措施后问题得以解决。