次同步振荡下轴系扭振疲劳寿命损耗在线分析方法

为实时分析次同步振荡状态下轴系的扭振疲劳寿命损耗,准确评估轴系的安全性,本文分析了轴系扭振应力与机端扭角之间的关系,针对模态扭角提取过程中相位偏差、边界效应等问题,提出了一种利用零相位带通滤波-"移动窗"-模态叠加的方法计算扭振危险截面的应力历程,进而对轴系的扭振疲劳寿命损耗进行分析。结果表明:该方法在保证分析精度的同时,也可保证分析的实时性,适用于汽轮发电机组轴系扭振的在线监测、分析和系统保护。

两相短路故障下汽轮发电机组轴系扭振疲劳寿命损耗分析

为评价发电机出口端两相短路故障下汽轮发电机组轴系扭振的安全性,以某600 MW机组轴系为实例,计算得到了电磁扰动力矩下各轴颈处的机械扭矩。以较为危险的6号轴颈为考核截面,得到了该处的扭应力响应,并基于S-N曲线估算方法、雨流计数法及Miner线性累积损伤理论,获得了两相短路故障发生的不同时间历程下,该处的扭振疲劳寿命损耗。结果表明:发电机出口端两相短路时,部分轴颈处机械扭矩维持在较高水平,尤其是低压转子与发电机转子间的轴颈;故障在短时间内对于轴系扭振疲劳寿命的损耗影响较大,之后趋于平缓,应在尽量在短的时间内进行故障切除。

600MW机组次同步振荡下轴系扭振校核及疲劳寿命损耗计算

针对某超临界600 MW机组在运行过程中经常出现的低振幅次同步振荡(SSO)问题,本文采用Riccati传递矩阵法建立了该机组的集中质量模型,求解了轴系的扭振固有频率,并与轴系的实测扭振固有频率进行了对比,证明了该模型计算结果与实测结果相符,可用于机组扭振分析。同时,应用本文模型,根据该机组轴系的扭振振型求解了轴系的扭振应力相对值,确定了SSO下轴系的危险截面;建立了次同步振荡下机头转速差与最危险截面疲劳寿命之间的关系,可对该机组发生低振幅SSO时的扭振安全性和疲劳寿命损耗进行评估。

自动重合闸对汽轮发电机组轴系扭振疲劳寿命损耗的影响

结合某电厂600 MW汽轮发电机组在不同运行方式和不同故障情况下,在电厂输电线路起始端发生单相永久性故障、自动重合闸不成功时会引起比较明显的扭振疲劳寿命损耗问题,利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC中的多步运行模块实现自动多次重复仿真,对大量案例进行了计算分析。结果表明,重合闸时刻和重合闸不成功后故障线路跳闸时刻对机组轴系扭振疲劳寿命损耗的影响是非线性的;故障地点对单相重合闸引起的最大扭振疲劳寿命损耗也有一定的影响。

300MW仿真机组锅炉汽包温度场及疲劳寿命损耗的数学模型

本文以华能德州发电厂300MW单元机组的HG1025/18.2-PM2型亚临界自然循环锅炉的汽包为仿真研究对象,依据不稳态导热理论,建立了一个简单实用的汽包温度场数学模型,提出了汽包在变压过程中热应力和疲劳寿命损耗的理论计算方法。通过仿真机运算结果与现场实测结果的比较,证明该数学模型能够正确反映自然循环锅炉汽包温度场在启停过程中的变化规律,提高了仿真机动态特性的逼真度。

新国产200MW汽轮机转子疲劳寿命损耗研究

通过对新国产２００ＭＷ汽轮机转子在启停过程中寿命损耗的计算，使人们对该机组的启停特性有所了解，为机组安全运行提供参考。

某电厂联合循环汽轮机启动过程优化

燃气/蒸汽联合循环机组中汽轮机启动时间较长,导致联合循环机组不能及时响应电网调峰需求。为此,通过数值实验和现场启动试验相结合的方法研究了汽轮机的启动过程。建立汽轮机转子二维轴对称有限元模型,确定非线性边界条件,通过数值模拟研究启动过程各暖机操作对转子应力的影响。基于数值实验分析结果,结合试验机组结构、运行特点,制定优化后的启动过程。温态启动时汽轮机转子最大应力降低11 MPa,启动时间缩短36 min,低周疲劳寿命损耗减少0.0008%;冷态启动时转子最大应力降低261MPa,启动时间缩短32min,低周疲劳寿命损耗减少0.0197%。

间谐波引起电力系统次同步振荡——工程实例、机理、作用形式及应对措施

例举分析了两个由间谐波引起电力系统次同步振荡的工程实例。应用调制理论分析了两交流侧额定频率相同的异步HVDC系统产生间谐波的机理;指出间谐波的频率如果与汽轮机转子轴系自然频率相匹配,并且具有一定的幅值,就可能激发次同步振荡,这就是间谐波引起电力系统次同步振荡的机理。归纳了间谐波引起电力系统次同步振荡的两种作用形式,第一种作用形式表现为剧烈的轴系扭振,第二种则可以称为轴系的长期累积疲劳寿命损耗;对两种作用形式的激发条件和特点进行了分析;同时指出,第二种作用形式普遍存在并且对汽轮机轴系的危害甚至比三相对地故障更严重。探讨了间谐波引起次同步振荡的应对措施。

1000MW汽轮发电机组轴系扭振特性计算评估

使用混合编程技术对一个计算评估汽轮发电机组轴系扭振特性的机网相互作用数字仿真程序MANDISP进行了Windows版本的开发,包括图形用户界面的创建及扭振特性分析功能的增强。Windows版本的MANDISP能对汽轮发电机组进行轴系模态频率与振型计算,对电网中的各种故障及操作进行时域仿真并计算其引起的机组轴系疲劳寿命损耗。最后利用程序对国产首台1000MW汽轮发电机组进行轴系扭振特性分析、暂态扭矩仿真及疲劳寿命损耗研究。计算结果表明,机组轴系自然频率满足轴系扭振频率设计要求,疲劳损耗也满足目前通常使用的机组设计标准。

调峰锅炉启停过程的优化

基于降低疲劳寿命损耗和缩短启动时间 ,建立优化模型 。

两相短路时汽轮发电机组轴系扭振安全性分析

采用改进的雨流法计数模型和修正的线性疲劳累积损伤理论计算两相短路时汽轮发电机组危险部位的寿命损耗,以适应电厂对寿命损耗实时监测的要求,并使计算结果更加准确。考虑到发生两相短路时以机组轴系最大扭应力作为轴系扭转振动的评估指标存在一定的局限性,提出了以疲劳寿命损耗作为轴系危险部位安全性的评估标准,并结合实例进行了计算分析,得到了两相短路故障下轴系危险部位疲劳寿命损耗量随时间的变化曲线。