大型调峰机组热态启动最佳温升率的确定研究

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1、图书分类号：U.D.C.:工学硕士学位论文大型调峰机组热态启动最佳温升率确定研究硕士研究生：王行导师：李勇教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程及工程热物理所在单位：能源与动力工程学院答辩日期：2015年4月授予学位单位：东北电力大学ClassifiedIndex:U.D.C.DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringStudyonDeterminationoftheOptimumTemperatureRisingRateforHotStartupofLargeThermalPowerUnitsCandidate：WangH

2、angSupervisor：Prof.LiYongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringPowerEngineeringandSpeciality：EngineeringThermophysicsAffiliation：SchoolofEnergyandPowerEngineeringDateofOralExamination：Apr.2015University：NortheastDianliUniversity摘要大型火电机组参与两班制调峰需频繁启停，因此对启动响应的时效性提出更高要求。本文以建立某区域性风火交易调峰机制为背景

3、，通过确定启动最佳温升率来提高启动速度，以满足时效性与经济性的双重要求。首先，在参阅操作规程的基础上结合现场实际启动运行操作步骤，分析高中压联合启动各阶段的基本特点，把握相关系统的运行机理。以边界蒸汽参数及换热系数计算公式为主要模块编制C语言程序，以实现对不同启动阶段下汽轮机转子各个位置的边界条件结果自动输出。其次，研究汽轮机转子非稳态温度场、应力场的数学计算模型及有限元计算理论，通过CAD建立简化后转子几何模型并导入大型有限元分析软件ANSYS中，采用局部网格加密技术划分网格。按计算步骤对几何模型施加边界条件，对不同启动阶段下汽轮机转子温度场及应力场进行计算。根据有限元的计算结

4、果，分析转子在各工况下温度场及应力场的分布情况及其变化规律。最后，以某电厂引进型350MW汽轮机组热态启动为例，初步拟定五种启动优化方案，逐一对方案进行数值模拟，计算并整理数据得到转子重点监测部位热应力结果，分析转子热应力随温升率变化规律，利用对称循环法计算汽轮机转子的低周疲劳寿命损耗，根据计算结果分析确定最佳启动温升率，得出启动优化方案，所做工作对大型火电机组深度调峰具有一定参考价值。关键词：汽轮机转子；热应力；有限元；启动优化；最佳温升率IAbstractLargethermalpowercyclingunitsneedfrequentstartupandshutdownwh

5、ichparticipateintwo-shiftpeakregulating,whichsetsastillhigherdemandontimelinessofstartupresponse.Asthebackgroundofestablishingoneregionalwindandfiretransactionpeakingmechanism,thistextdeterminestheoptimumtemperatureriserateofstartuptoincreasestartupspeedtomeetthedualrequirementsoftimelinessan

6、deconomy.Firstofall,onthebasisofreferencingoperatingrules,thetextanaliesthebasischaracteristicsofallstagesofHP-IPcylindersunitestart-upcombinedwithfieldpracticalstartupoperationsteps,andgraspstheworkingmechanismofcorrelationsystem.calculationformulasofheattransfercoefficientandsteamparameters

7、isprogramedbyClanguageinordertooutputboundaryconditionresultsofdifferentpartsofsteamturbinerotorinallofstart-upstagesautomatically.Secondly,onthebasisofturbinerotorunsteadytemperaturefield,stressfieldmathematicalmodelandfiniteelementtheory,th