某50MW塔式太阳能汽轮发电机组超高压转子低周疲劳寿命损耗研究

以某50MW塔式太阳能汽轮发电机组超高压转子作为研究对象,利用有限元方法计算转子在不同启停机过程中温度场和结构场分布情况,并结合低周疲劳寿命损耗理论评估该超高压转子在整个寿命期内的寿命损耗情况,为设计及机组实际运行提供参考和借鉴.     

Neuber法则在汽轮机转子寿命估算中的应用

高温大容量汽轮机在启动、停机以及负荷波动时对机组的使用寿命有很大影响。正确分析机组在多种工况下转子的应力水平和寿命损耗是当前大型机组保证安全运行及加强寿命管理中亟待解决的关键问题之一。为此,应用Neuber法则对600MW超临界机组转子进行了寿命损耗计算。计算结果表明冷态启动对转子的寿命损耗最大。     

高参数汽轮机转子启停机疲劳损伤分析

借助数据分析和有限元模拟计算,研究了高参数超超临界汽轮机高压转子在启动和停机过程中的低周疲劳寿命损耗。通过分析现场实测数据,并据此进行有限元模拟,总结出高压转子在机组极冷态启动和常规滑参数停机过程中的热应力分布规律,确定转子的危险区域,并得到危险点的应力在机组启停中的变化规律。结合材料的疲劳特性,计算出转子在一次实际启停循环中的低周疲劳寿命损耗,为今后机组的运行提出建议,为高参数超超临界汽轮机转子的设计及运行控制提供参考和借鉴。     

基于材料老化和蠕变疲劳交互作用汽轮机转子寿命预测

根据材料老化和蠕变-疲劳交互作用对致裂寿命的影响，建立了汽轮机转子寿命预测模型和预测方法，以N75MW汽轮机转子为对象进行了寿命损耗分析和预测，指出基于材料老化和蠕变疲劳交互作用，可以有效提高汽轮机转子寿命预测的精度。     

国产30万千瓦中间再热汽轮机转子的热应力及疲劳寿命

本文对国产30万千瓦中间再热汽轮机不同启动工况下转子的非稳定热应力及疲劳损耗进行了计算与分析,提出了冷温态启动及热态启动(调峰启动)合理温升率的建议值,前者为2℃/分,后者为3℃/分。由于启动和停机时的应力是不对称的,故应对转子的寿命损耗分别进行核算。本文根据计算结果绘制了30万千瓦机转子寿命损耗曲线,并提出了寿命分配建议方案。最后提出了降低启动时转子热应力及疲劳损耗的技术措施及结构改进意见。本文所提供的简化计算方法,也适用于其它同类型机组。     

冷态启动温升率对汽轮机转子寿命影响的研究

随着电网容量及峰谷差的日益增大，２００ＭＷ机组已经参与调峰运行。为了保证机组运行的经济性和安全性，该文依据轴对称弹性理论，同时考虑材料的物理性能随温变化，运用ＡＮＳＹＳ．５２大型结构有限元分析软件，对２００ＭＷ机组的高中压转子在各种温升率的冷态启动与停机方式，进行了温度场、应力场及寿命损耗的计算，从理论上提出了在不同工况下转子寿命监督的特点与优化启动的方法。     

两种不同停机过程对汽轮机运行及转子寿命损耗的影响

通过某电厂4号汽轮机组滑参数停机和强迫停机不同过程的热力参数及其变化速率、转子热应力、应变和寿命损耗的比较，分析了两种停机工况对汽轮机转子寿命损耗的影响，指出强迫停机对转子寿命和锅炉的安全均影响较大，不提倡采用。分析结果对电厂合理运行、延长机组使用寿命及提高经济效益有重要作用。     

国产200MW汽轮机转子寿命监测装置的安装和运行

国产200MW汽轮机第一台转子寿命监测装置,安装在河南焦作电厂。它可同时对1、2号两台200MW机组的高中压转子寿命进行实时在线监测,为及时掌握转子寿命损耗情况提供了技术手段。监测结果表明,寿命损耗最大的是中压转子。     

调峰汽轮机转子热应力及寿命损耗在线监测系统

依据调峰机组的实际运行数据,利用九节点有限单元法计算了汽轮机转子的温度应力场,确定了转子的危险截面和最大应力部位。在此基础上,修正了转子的一维热应力简化计算式,计算调峰汽轮机转子疲劳寿命损耗,建立了转子热应力及寿命损耗的线监测数学模型。并在Windows95/98操作基础上开发了转子应力监测软件。该监测系统对电厂的实际运行具有重要的指导意义。     

125MW汽轮机转子启停调峰寿命损耗的优化控制

介绍了某电厂125MW机组的调峰试验,包括试验的基本内容,各试验工况中转子危险点的应力谱及转子的寿命损耗值;并结合试验结果研究了125MW机组在调峰运行过程中如何对转子寿命损耗进行优化控制的问题。在如何控制冷冲击,平稳操作和优化暖机方式等三个方面进行了讨论,得出了实用价值的结论。     

基于有限元的汽轮机调节级温度场研究

针对汽轮机在启停以及变负荷运行等非稳定工况时,主要部件温度梯度较大,导致机组寿命损耗.利用ANSYS有限元分析软件,通过对汽轮机调节级温度场进行仿真,为其他各级进行建模仿真以及整个汽轮机转子的温度分布和热应力分析提供了理论基础,并为机组的启动优化提供了参考.     

基于有限元分析的汽轮机转子低周疲劳损耗研究

采用有限元法建立了基于某电厂汽轮机转子温度场和热应力场的数学模型。在对汽轮机的冷态启动、温态启动、热态启动以及滑参数停机4个工况下的瞬态温度场以及热应力场进行模拟分析基础上,确定转子最大热应力点作为监测点,对监测部位的温度与热应力进行了疲劳损耗仿真计算。根据最小二乘法获得转子钢材料的疲劳特性曲线,利用MATLAB进行多项式拟合,获得转子应变与疲劳寿命损耗的函数关系式,求得汽轮机转子启停下的低周疲劳寿命。研究结果表明:该机组累积十年运行条件下形成的疲劳损耗为2. 506%。机组冷态启动过程中,转子承受最大温差与热应力,最大热应力值445 MPa;当温升率由3℃/min提高到4℃/min时,转子的低周疲劳寿命损耗由0. 040%上升到0. 103%,寿命损耗明显增大。     

超临界机组参与一次调频对汽轮机寿命影响的研究

本研究针对超临界大功率机组参与电网一次调频对汽轮机寿命损耗的影响进行了研究,建立了不同运行工况下的汽轮机转子疲劳寿命的有限元模型,对超临界机组参与电网一次调频时转子的暂态温度场和弹塑性应力场进行了计算分析,确定了不同变负荷速率和温升速率下、定压与滑压运行工况时汽轮机寿命的损耗。结果表明:负荷变化范围为10%时,危险位置轴表面的最大应力为82.18 MPa,应力变化值为69.18 MPa,轴心处的最大应力小于20 MPa,应力变化值小于17 MPa,应力水平很低,热应力也很小。一次调频对高中压缸各级温度变化以及热应力影响很小,对机组寿命的影响可以忽略,机组可以安全的参与电网的一次调频。     

基于可靠性定寿的125MW汽轮机转子启停调峰寿命分配

介绍了某电厂１２５ＭＷ机组的启停峰试验,以及对汽轮机转子的寿命评价,包括试验的基本内容、各试验工况中转子的寿命损耗值。在此基础上针对１２５ＭＷ机组参与调峰运行进行了转子的寿命分配,并采用可靠性定寿的方法优化寿命分配。寿命分配的结果表明,采用可靠性定寿方法的更能保证机组安全,并可以充分发挥转子材料的潜力,满足电网调节峰要求,逐步向状态检修过渡。     

抽水蓄能发电电动机转子不同工况下动应力特性研究

转子结构上的动应力是影响结构性能和疲劳寿命的直接因素,进而决定了部件安全运行能力。由于发电电动机存在多种工况间相互切换,其转子需频繁正反转和转速陡增,导致结构承受频繁变化的动应力作用。而常规电机结构评估仅考虑固定转速下结构的静态应力,不足以评估复杂运行工况下发电电动机转子的结构性能。因此,以广州抽水蓄能电站B厂一台已投运机组为例,选取机组典型运行工况,运用瞬态动力学计算各工况下转子结构上的动应力谱,并以此评估转子的结构性能。结果表明,各工况下应力集中发生在磁轭鸽尾槽,并且不同工况下的峰值应力位置出现在鸽尾槽的不同位置,这为提高机组运行可靠性和疲劳寿命提供了理论依据。     

基于热应力疲劳寿命分析的汽轮机机组启动方案

启动方案直接决定了汽轮机转子的低周疲劳寿命消耗量,不合理的启动方案将导致转子无裂纹寿命的提前终止,严重影响机组的安全运行。基于理论分析,可将汽轮机机组的启动视为"蒸汽温度突变"与"均匀变化"两种典型工况的叠加组合。提出了以转子为热应力疲劳裂纹控制对象的启动曲线的制作方法和规则,可快速制定汽轮机机组的启动方案,为机组的安全可靠运行提供理论依据。     

基于不同启动方式的1 000 MW超超临界汽轮机高温部件低周疲劳损耗研究

为了解汽轮机寿命损耗情况,对汽轮机高温部件寿命影响因素进行分析。基于低周疲劳理论,建立汽轮机高温部件寿命损耗分析模型,采用定量计算方法分析1 000 MW超超临界机组冷态、热态启动方式下高温部件温度偏差变化情况,计算各边界条件下高温部件等效热应力及寿命损耗,并进行敏感性分析。结果表明：汽轮机低周疲劳寿命损耗率对高温部件温度偏差较为敏感,随着温度偏差的升高,汽轮机寿命损耗率大幅升高;相同的温度偏差出现在不同温度区间时,对汽轮机寿命损耗的影响亦不同,高温区间的温度偏差对寿命损耗率影响较大。汽轮机高温部件寿命评估可以为机组启动期间升温速度控制提供技术支持,降低汽轮机寿命损耗,提高机组运行安全性。     

调峰机组汽轮机转子热应力及寿命损耗的在线计算

本文详细地介绍了汽轮机转子危险截面处的温度场、应力场和寿命损耗的计算方法。并结合我厂125MW机组的具体结构,给出了转子危险截面的温度、应力表达式,以及可用于寿命监测仪的FORTRAN程序。     

汽轮机机组灵活运行性能的提升措施

变工况过程中零部件的低周疲劳寿命消耗是提升机组灵活运行性能所要面临的首要问题。上海汽轮机厂以降低启动停机及变负荷工况过程中部件结构的疲劳寿命损耗为目标,广泛开展了针对汽轮机机组结构设计、启动过程优化、辅助运行措施、启动控制自动化、热部件寿命监测等多方面的研究工作。上述方面工作成果的总结对于提高汽轮机机组灵活运行性能具有较大的参考意义。     

运用QC策略提高汽动给水泵效率

运用QC质量控制方法,结合电厂实际生产情况,监视生产环节,发现影响汽泵效率的主要原因之一为汽泵再循环阀损耗问题,通过分析该阀结构及运行工况等条件,得出优化运行方案并加以论证实施,取得了良好的经济效应,同时机组安全性能得到提升,对同类型机组的运行方式及管理提供借鉴和参考。