华北电力大学汽轮机课程设计

华北电力大学（北京）硕士学位论文大型汽轮机转子脆性损伤的研究姓名：曲作鹏申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：刘宗德;安江英20050201２．２．１．７温度场的计算结果及分析以上的六个步骤已经准备好了ＡＮＳＹＳ进行有限元分析的所有前期准备工作，可以开始计算转子启动过程中的温度场。

下面列出了几个关键时刻高中压转子的温度场分布情况和高中压转子末级中心孔温度变化曲线：（１）高压转子图２．９高压转子冷态启动３０ｍｉｎ时温度场分布图２．１０高压转子冷态启动６０ｍｉｎ时温度场分布汽轮机在启动过程中，转子属于不稳定加热过程，转子中心孔部位的金属温度滞后于其表面温度，同时在高转速情况下，转子中心孔部位将承受比较高的离心力。

因此在升速到定速之前，要求高、中压转予最后一级叶轮段的转子中心孔部位的金属温度应超过ＦＡＴＴ。

（２）中压转子图２．１２中压转子冷态启动６０ｍｉｎ时温度场分布１８图２．１３中压转予冷态启动９０ｍｉｎ时（带４万负荷）温度场分布图２．１４中压转子冷态启动１２０ｍｉｎ时温度场分布１９图２．１５中压转子冷态启动１２０ｍｉｎ时温度场分布由于中压转子的直径较粗大，且冲转时再热汽温偏低，同时由于蒸汽流量较小，压力低，放热系数很小，尤其是末几级转子直径更为粗大，吸热量较多，中压转子后半部金属温度升速较慢，所以在计算冷态启动温度场变化时应该予以重点关注。

图２．１６冷态启动中压转子末级中心孔处Ｏ～３。

５ｈ温度变化曲线图３．１解理断口岛趣热图３．２理解断口形成示意图ａ图３．３理解断口形成示意图ｂ图３．３为裂纹和５个螺位错相交后解理面上的台阶花样（即河流花样），ＢＣ，ＤＥ处台阶高为２ｂ，ＧＥ为３ｂ而ＥＦ处为５ｂ。

穿过解理面的螺型位错很多，故解理裂纹在扩展过程中会不断产生解理台阶，这些台阶汇合就使台阶高度增加，而形成一种河流花样，如图３＿３所示。

河流变粗的方向就是裂纹扩展方向．对多晶体，解理裂纹一般不穿过晶界，每个晶粒内的裂纹源（一个或多个）向圆周扩展，故解理台阶以扇形方式向外扩展，通过整个晶粒，从而形成扇形花样。

第42卷第6期热力发电V01．42N o．6 2013年6月T H E R MA L PO W E R G E N E R A T I O N J un．2013基于新型变工况算法的汽轮机[摘要][关键词] [中图分类号] [D oI编号]初压优化研究李慧君，刘学敏华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003提出了一种新的变工况计算方法，利用该方法对某N ZK600—24．2／566／566机组建立了以机组主蒸汽压力(初压)和负荷为约束条件的汽轮机热耗最小目标函数，当汽轮机高压调节阁开启状态不同时，通过寻优确定了不同负荷的最佳初压。

试验表明：该变工况计算方法能够满足工程计算精度要求，机组最佳初压的变工况计算值高于设计和试验值，汽轮机热耗低于设计和试验值；机组在高于约82％负荷工况时应采用定压运行；在能够满足负荷要求的条件下，纯滑压运行时汽轮机高压调节阀全开的机组经济性不一定比调节阀节流时好，在一定范围内，3阀全开1阀节流与3阀节流的机组经济性均优于4阀全开。

N Z K600—24．2／566／566机组；滑压运行；调节阀；开启状态；最佳初压；热耗T K269[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)06—0001—0510．3969／j．i ssn．1002—3364．2013．06．001A new var i abl e condi t i on al gor i t hm ba sed s t udy on i ni t i al st ea mpr es sur e opt i m i zat i on f or st ea m t ur bi nesLI H ui j un，L I U X uem i nSchool of E ner gy and P ow e r Engi neer i ng，N or t h C hi na E l ect r i c P ow er U ni ver s i t y，B a odi ng071003，H e bei P r ovi nce，Chi naA bst r a ct：A new al gori t hm f or var i abl e c ondi t i on w a s put f or w ar d and a ppl i ed on a N ZK600—24．2／566／566uni t t o es t abl i sh t he m i ni m umuni t hea t cons um pt i on obj ect i ve f unct i on usi ng m ai n s t ea mi ni t i a l pr e ssur e and l oad as t he c onst r ai ne d condi t i on．W hen t he uni t hi gh pr e ssur e r e gul at i ngval ve w or ke d w i t h di f f er ent open i ng de gr e es，t he opt i m a l i ni t i a l s t ea m pr e ssur e w as det er m i ned by opt i m i z i ng．T he r es ul t s how e d t hat，t hi s of f-de si gn cal cul a t i on m e t hod can m eet t he pr eci s i on r e—qui r em ent s of e ngi nee r i ng ca l cul at i on．T he ca l cul at e d opt i m a l i ni t i al s t eam pr e ssur e under va r i abl ec ondi t i on w a s hi ghe r t han t hat of t he desi gn and te st va l ue．T he cal cul at ed uni t heat cons um pt i onw as l ow er t han t he de s i gn and t es t va l ue．Fi xe d pr e ssur e ope r at i on s houl d be adopt ed w hen t he U—ni t I oad w as above about82％of r at ed l oa d．O n t he pr em i s e of sat i sf yi ng t he l oa d dem ands，t he u—ni t econom i cal per f or m ance under sl i di n g pr es s ur e ope r at i on c ondi t i on w i t h r e gul at i ng val ve f ul l y opened w as no t ne ces sar i l y hi gher t han t ha t under r e gul at i ng val ve t hr ot t l i ng condi t i on．I n a cer—t ai n r a nge，t he un i t e conom y of bot h s chem es t ha t w i t h t hr ee va l ve s f ul l y opened and one val ve t hr ot t l i ng and w i t h t hr ee va l ve s t hr ot t l i ng w er e bet t er t han t he on e w i t h f our va l ve s f ul l y opened．K e y w or ds：N ZK600—24．2／566／566uni t；var yi ng c ondi t i on cal cul at i on；s l i di ng pr e ssur e oper at i on；cont r ol va l ve；openi ng st a t e；opt i m al i ni t i al s t ea m pr essur e；hea t r at e收稿日期：2013—0225作者简介：李慧君(1964--)，男，教授，从事强化换热及值计算、电厂热力系统的节能理论及监测诊断技术的教学与研究。

1．积灰的几种形状： 1〕熔渣—结渣
缘由：飞灰呈熔融状的黏性颗粒黏附在管壁上； 位置：炉膛受热面及高温对流受热面的入口处， 2〕高温黏结灰 缘由：钠、钾、钙、硅等氧化金属在高温环境中发 生氧化物的升华，氧化金属呈分子形状冷凝在受 热面上，与烟气中SO3构成硫酸盐，有黏性，大量 捕捉飞灰，位置：炉膛受热面及高温对流受热面。
空气温度上升速度比烟气温度下降得快〕 为保证上级空气预热器上管板的平安， 必需在空气预热器之间夹一级省煤器，省煤器也
为双级布置〔省煤器构造复杂〕。
由于尾部采取了双级布置，那么存在热量的 合理分配的问题。
第八章省煤器和空气预热器 锅炉尾部受热面或低温受热面
第一节 概述 第二节 省煤器 第三节 空气预热器 第四节 低温受热面的布置 第五节 锅炉尾部受热面烟气侧的腐蚀 第六节 锅炉尾部受热面烟气侧的积灰和磨损
3〕低温黏结灰
缘由：飞灰与冷凝在受热面上的硫酸溶液构成水泥状物质， 呈硬结状，堵死，并加重低温腐蚀。
位置：空气预热器受热面
4〕松散积灰
缘由：飞灰中10~20微米颗粒，冲刷管束时，背风区产生旋 涡，进入旋涡区的灰颗粒分子吸附力大于其质量，在静 电力、外表粗糙度作用下，积灰最后到达平衡形状。易 去除，与烟气流速有关。
三、管式空气预热器
一〕构造 直径为40~51mm、壁厚为1.25~1.5mm的普通薄壁
钢管 密集陈列、错列布置，组成立方体型的管箱， 数个管箱陈列在尾部烟道中。 二〕主要特点 体积大，数倍于回转式空气预热器，金属耗量大， 易受腐蚀，损坏，不易改换，清灰困难，管板易发
生变形， 漏风较小，运转方便，运用较少。
三、支吊方式
1．支承—只用于小型锅炉；
2．悬吊—集箱在烟道中，减少穿墙管的数目，以出 水引出管为悬吊管，有利于热膨胀，大型电站锅 炉普遍采用。

工作中,通过深入分析系统的物理过程、过程变量及其相互关系、逻辑关系、设备功能,按层次、功能将子系统分解成算法库中包括的基本设备、基本环节算法所描述的模块。

依据物理过程,将这些模块的输入、输出有机地连接起来,这样就把子系统转化成了数学模型,再把各个子系统连接起来就可得到一个完整的、可交互的、可运行的系统模型。

在模型的建立过程中,同时考虑了对各种运行方式、运行工况、故障及事故的模拟,使得模型在连续运行时,可以较准确完善地模拟实际系统的运行,逼真度高。

励磁系统的建模举例:本机组的励磁系统图如图2所示,图3为主励磁机励磁系统的仿真模型,这里只包含其模拟量的仿真模型。

边界条件为发电机转速、开关状态、AVR输出的导通角和感应调压器的变比,最终流程可由算法UIFF算出主励磁机的磁场电压、电流。

3　仿真结果巴基斯坦木札伐戈电厂仿真机的电气系统模型较为详尽地模拟了发电厂电气部分的主要设备,能正确反映电气系统的各种工况的运行和操作,真实地再现发电机的启动,励磁升压,自动调压、调速,自动、手动同期并网,电压调整,无功调整,励磁调节方式的转换,厂用电的快速切换,启动备用变压器有载调压等。

加入故障后,保护、报警动作正常,模拟量变化正确,发电机各种运行方式下,励磁调节正确,误差小,逼真度高,为培训技术值班人员提供了一个理想的操作环境。

(收稿日期:1997-10-08)320MW仿真机汽轮机模型华北电力大学　苏志恒　高建强　李利平摘　要　在对巴基斯坦木札伐戈电站320M W汽轮机仿真建模完成以后,对100%T M CR和80%T M CR 两个稳定工况的主要参数进行了精度分析,并在80%T M CR工况下做了除氧器水位开环扰动试验和100%T M CR工况下高压加热器切除试验。

通过对静态参数的误差和动态趋势分析,认为在ST A R-90环境下,通过合理选取仿真对象,可以得到精确的计算结果和理想的仿真效果。

关键词　汽轮机　仿真　数学模型 巴基斯坦木札伐戈电站4号机组是我国首次出口的320MW机组,其系统复杂,设备繁多。