汽轮机转子温度场有限元法简化计算模型

以200MW汽轮机的实际运行工况为例，对转子温度场进行计算分析后，归纳总结出不同条件下转子表面温度随时间的变化规律，从而得到一个合理的汽轮机转子温度场有限元简化计算模型，进而使计算的速度达到控制级水平，有效地解决了大容量汽轮发电机组转子应力在线监测系统中有限元法计算耗时过长的问题。     

汽轮机轴封中换热计算的探讨

本文通过一维差分计算,研究不同换热计算方法对汽轮机轴封处放热系数及其对转子温度场的影响,推荐了一套考虑蒸汽热物性随蒸汽参数变化的计算公式,导出了内部节点和边界节点处的追赶系数。对K-300-240型汽轮机的实例计算结果表明,在放热系数足够大时,汽轮机转子轴封处传热的主要热阻取决于转子内部的导热热阻,为电厂热疲劳计算使用放热系数的简化公式提供了依据。     

汽轮机组标高对轴承载荷及轴封间隙影响分析

采用有限元方法建立了轴承载荷计算模型,并以国内两种典型1000 MW汽轮机组为研究对象,考虑油膜缓冲及转子弹性变形影响,比较分析标高调整对单/双支撑机组轴承载荷和轴封间隙的影响。单支撑机组相对载荷灵敏度比双支撑机组小,载荷受标高变化影响小;在油膜缓冲和转子弹性变形共同影响下,双支撑机组标高调整时,轴封间隙实际变化量小于标高调整量,调整量可以适当大一些;单支撑机组轴封间隙变化量和轴承标高调整量相当,标高调整需考虑对轴封间隙的影响。研究结果为电厂汽轮机组轴系标高调整提供了依据。     

对国产200MW汽轮机组轴封系统的改进建议

本文通过有限元计算,发现国产200MW汽轮机中压转子前轴封部位,在运行中存在着一个分布复杂的高应力区.文中对此异常现象进行了分析,并对该机组轴封系统的改进提出了建议.1 有限元计算结果按国产200MW汽轮机组现有轴封系统拟定边界条件,进行有限元计算的结果表明,该机组中压转子前轴封的轴封供汽附近,存在着正负分布复杂的高应力区,见图1.     

汽轮机转子寿命损耗在线监测系统的研究

依据火电机组运行的实际数据,采用有限元法对汽轮机转子的温度和应力场进行计算,通过分析确定系统的监测面位置,然后利用修正后的一维热应力简化计算式对转子低周疲劳寿命损耗进行了计算,并结合高温蠕变对转子寿命的影响,建立了汽轮机转子寿命损耗在线监测模型,开发了汽轮机转子寿命损耗在线监测系统。通过仿真数据和实际运行数据的对比,其结果是一致的,系统是有效的。     

国产300兆瓦中间再热汽轮机高压转子前轴封段热应力场的研究

在稳定工况下,汽轮机转子温度变化最剧烈的地方是前轴封段,其剧烈变化的程度决定于轴封蒸汽系统。本文叙述了针对上海汽轮机厂生产的300兆瓦汽轮机完善化前后所采用的两种不同轴封蒸汽系统,进行了温度场和热应力场的计算。计算采用有限元素法,在709型计算机上进行。根据结果分析,论述了轴封蒸汽系统的改进,虽然会引起轴封段金属温度的提高和热应力增加,但是没有超过允许范围。而且轴封蒸汽系统这样改变后将使得高压缸胀差和内缸温差过大问题得到解决。改进方案是合理的。     

MATLAB在汽轮机转子热应力仿真中的应用

采用汽轮机转子热应力的有限元分析结果和简化的理论计算公式 ,建立汽轮机转子热应力的数学分析模型。应用MATLAB软件中SIMULINK软件包对汽轮机转子热应力进行实时仿真。得到了实时监控下汽轮机转子热应力对蒸汽温升率的仿真曲线     

考虑变物性的超临界汽机转子热应力计算与分析

汽轮机转子材料的物理特性随温度变化显著,而其物性参数的变化会直接影响到热应力的计算结果。在汽轮机转子的热应力计算模型中充分考虑了转子材料的物性随温度变化的影响,并通过对某国产600 MW超临界汽轮机转子的冷态启动仿真试验,得出了其热应力的变化曲线,并与常物性下的结果进行了对比和分析,以期为准确掌握机组转子的热应力水平提供参考。     

50 MW汽轮机转子的热应力分析

对某电厂50MW汽轮机转子裂纹车削前后不同运行条件下的温度场、热应力场和机械应力进行了有限元分析计算,计算分析结果表明裂纹位于转子最大应力发生处;裂纹部位的弹性槽车削后,转子最大应力有所降低;弹性槽尺寸的变化对应力集中系数有很大的影响。计算结果对转子裂纹车削加工方案以及安全性评定提供了技术数据。     

汽轮机轴封系统的通用计算模型及其应用

热力系统中，汽轮机轴封系统对机组运行的安全和经济性具有十分重要的意义。以矩阵为数学基础，推导出了轴封系统的通用计算模型。在利用通用模型进行分析时，针对汽轮机轴封系统本身的特点，将轴封渗漏及其利用系统划分成轴封供汽和轴封回汽系统两部分，从而将辅助汽流按部位进行了归类。该方法采用矩阵形式表示，计算模型与热力系统结构之间一一对应。应用表明，该种分析思路更加清晰，并具有计算简洁、通用性强等优点，尤其适用于计算机编程。     

600 MW超临界汽轮机受损转子热力耦合有限元分析

600 MW超临界机组汽轮机高、中压转子蒸汽参数高,转速高,工作环境恶劣,在运行过程中产生很大的应力变化,某600MW超临界机组由于某些原因导致转子断油烧瓦,严重影响到机组的安全运行.为了掌握转子的应力状态,保障转子安全运行,采用有限元软件ANSYS APDL对转子在冷态启动工况下进行有限元计算.基于工程热力学计算,求解转子各级的对流放热系数,将其作为边界条件加载到有限元模型上,进行温度场的计算和分析,然后通过采用热结构间接耦合法对转子的应力场进行计算分析,得到转子冷态启动过程的应力分布和应力集中的部位.计算结果表明,受损转子切削处理后等效应力小于屈服应力,但在调节级根部凹槽、挡油环与轴颈附近应力水平较大,此结论可为受损转子的安全性评估及寿命管理提供技术支撑.     

利用多层理论对光滑实心转子异步电机的三维电磁场研究和参数计算

本文在延拓法基础上对光滑实心转子异步电机电磁场进行了三维直角坐标系多层理论研究。建立了在考虑定、转子轴向有限长情况下的三维多层分析模型及分析理论,阐明了其有关迭代计算方法。作为实例,本文应用三维多层理论对一光滑实心转子异步电机转子体内电磁场分布进行了探讨。并就在是否考虑转子材料磁导率沿轴向变化两种情况下性能计算结果与试验结果进行了对比。     

挤压油膜阻尼器在旋转机械中的减振研究

随着工业汽轮机及其它特殊透平机械向高转速、高可靠性的方向发展,如何解决旋转机械在高速运转时出现的振动过大的问题就显得尤为重要。挤压油膜阻尼器通过在轴系支撑系统中增加外加阻尼项来抑制振动,对于弹性支承转子系统可以显著的降低转子过临界时的振动峰值,使其成为解决高速旋转机械振动与噪声问题的一种有效而经济的技术手段。本文介绍了挤压油膜阻尼器的数学模型与力学模型,并结合理论计算结果与试验结果验证了挤压油膜阻尼器可以有效地降低转子的振幅,提高轴系的稳定性。     

超临界汽轮发电机组汽温异常对汽轮机疲劳寿命的影响

采用汽轮机变工况热力计算,利用有限元方法计算某型号600 MW超临界机组汽轮机高中压转子在调峰运行下的主蒸汽温度发生大幅波动时的温度场、应力场,并得到转子应力集中部位的载荷谱,然后对该工况进行转子疲劳寿命分析。提出超临界机组直流锅炉汽温控制的要点,建议该类型机组在启动或调峰过程中加强运行操作培训,提高自动控制系统调节品质,将蒸汽温度、调节级温度以及中压缸进汽温度作为重点控制对象,严格控制温度变化率。     

汽轮机转子寿命预测模拟与仿真系统

首先分析了汽轮机转子的两种主要损伤形式，即蠕变和疲劳，对其计算原理及方法进行了详细分析、讨论。以内蒙古某电厂330MW汽轮机为研究对象．利用研制开发的寿命预测仿真系统对其高压转子的寿命进行了模拟与仿真计算。     

监测汽轮机转子热应力的二维离散模型

提出一种计算大型汽轮机转子热应力的二维离散模型。首先利用ＧＡＬＥＲＫＩＮ有限元法计算高中压转子的瞬态温度场，再根据该温度场在线计算转子的效应力。这种二维离散模型也可以进一步被用来计算转子轴向热膨胀和监测机组胀差。该模型的热应力计算结果表明，机组冷、热态启动中，中压转子最危险部位在第一级叶轮根部，高压转子最危险部位在调节级叶轮根部，与有限元分析结果完全一致。可以相信，以二维离散模型为基础的汽轮机转子热应力及热膨胀在线监测系统将会投入使用。     

邹县发电厂N1000—25／600／600型超超临界机组低压转子损伤原因分析

邹县发电厂N1000—25／600／600型超超临界火电机组第一次大修中发现低压转子大轴磨损严重，低压通流所有压力级隔板汽封全部被磨损。综合低压转子质量、支撑跨距、工况等因素，对比设备厂家给定的低压通流径向间隙的安装调试标准与机组实际的低压通流径向间隙，结合机组低压通流事故情况，进行全面分析，并针对性提出了改进、修订措施，如提高转子材料等级，提高转子刚性；适当放大低压通流径向间隙调整标准；调整汽封底部弹簧的退让能力，更换被磨损的汽封等。     

考虑中心孔影响的汽轮机转子不定常温度场显式解析解

解析解一方面有其理论意义，另一方面可以作为标准解来验证各种数值解法及供计算传热学研究差分格式，网格生成等这用。文章对分析汽轮机空心转鼓式转子的不定常传热方程给出了其任意多个可能的解析解，其中一些与实际情况较为相近，除可作为标准解析，还可以供工程应用参考。     

Combined electrical and mechanical model of electric submersiblepumps

The electric submersible pump unit consists of a pump powered by a medium-voltage three-phase induction motor. The power transmission system is integrated with the riser pipes. Starting the pump causes heavy dynamic stresses on the motor shaft and the mechanical connection between pump (impellers) and shaft. The motor and its load will generate transient torque pulsations that may be damaging to shaft and coupling, particularly to the key grooves. System models are developed to predict the electrical and mechanical conditions on starting. Different torsional models with certain types of nonlinearities, combined with different motor models have been examined to find combinations that give the best results. The motor models applied include saturation in the main flux path and the leakage flux paths, as well as rotor deep bar effect. It has been shown how the pump parameters, material coefficients, design dimensions, and number of impellers affect the dynamic stresses. The aim has been to optimize the design with respect to the transient stresses. The simulations reveal that the resulting shaft torque, caused by excitation from resonant frequencies during the acceleration period, amount to high values that may result in excessive overloading of shafts, couplings, and key grooves. Maximum torque is, as expected, strongly dependent on the shaft dimensions. Certain shaft diameters may cause resonance and, thereby, heavy torsional amplitudes. It has been shown how the model can be a tool in the struggle to find the optimum shaft diameter