汽轮机(论文)

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1、摘要汽轮机是发电厂三大主要设备，汽轮机的启动是指汽轮机转子从静止状态升速至额定转速，并将负荷加到额定负荷的过程。在启动过程中，汽轮机各部件的金属温度将发生十分剧烈的变化，从冷态或温度较低的状态加热到对应负荷下运行的高温工作状态。因而汽轮机启动中零部件的热应力和热疲劳、转子和汽缸的胀差、机组振动都变化很大，将严重威胁汽轮机的安全，并使整个电厂发电负荷降低，经济损失严重。分析汽轮机启动中的特点，并及时采取相应对策和正确的运行方式对保证设备健康水平和安全、经济运行有深刻的意义。本文以哈汽600MW汽轮机的启动过程为研究对象,分析与探讨了启动过程中蒸汽温升率的计算方法,并在此基础上研究了蒸汽初温

2、与转子金属温度的匹配问题,使得汽轮机启动过程优化。同时对启动过程中的换热系数进行了计算与比较。关键词：启动；寿命分配；安全性；29目录摘要I1绪论11.1课题背景和意义11.2高压加热器的作用介绍及分类21.3本课程研究的主要内容和任务32高压加热器停运的热经济性分析42.1概述42.2回热系统常见故障分析52.3高压加热器停运的热经济性计算分析52.4与没有切除高压加热器是全厂热经济性指标对比153高压加热器的运行对安全性的影响分析173.1高压加热器的启停及运行原理173.2高压加热器的停运故障分析183.3高加设计、运行及维护的注意要点233.4降低高压加热器停运率的途径253.5

3、用汽轮机变工况法分析汽轮机的安全性264.结论与展望304.1结论304.2展望30291绪论1.1课题背景和意义近年来，我国的电力工业发展十分迅速，供电能力大幅度提高，电网容量不断增大，用电结构也相应变化，电力供求之间矛盾也日益突出，电网峰谷差也日益加剧，迫使大型火电机组频繁的参与调峰运行。而调峰过程中，机组的工作条件恶化，机组的寿命损耗和安全性成为影响调峰运行能力的重要因素。近年来针对大中型火电机组参与调峰运行的可行性，各种不同调峰运行方式的经济型和安全性，都进行广泛的实验和研究，取得了一定的成果，但由于实际机组运行工况的复杂性，但目前许多问题还需进一步深入研究。对机组过渡工况下的状

4、态进行研究，提高机组调峰运行的经济型和适应性，是当前需要解决的主要问题。现在国产大型机组，多数是以带基本负荷设计的，主辅机均难以适应大幅度调峰运行的要求，限制了调峰运行中负荷变化的幅度和速率。机组在调峰运行的启动、停机和变负荷过程中，各处蒸汽参数不断变化，其转子和汽缸的金属温度和应力随之变化。对于汽缸这个厚壁部件，由于机组高压缸的设计普遍采用了双层结构，而且汽缸壁的金属厚度较转子薄，蒸汽对汽缸内壁的换热系数也远比转子小，因而启动时的径向温差及热应力都远比转子小，且转子长期在高温区工作，受力情况很复杂，除热应力外，还承受着各种机械应力，因而监视转子应力情况更具有必要性。参与调峰运行的机组，

5、在工况变化的过程中，其工作状态不断发生变化，使蒸汽与金属之间产生剧烈变化的换热，造成部件受热不均匀，形成不均匀的温度场，使汽轮机的气缸和转子内产生很大的热应力。这种频繁启停或大幅度负荷变动的非稳定工况，将导致金属材料的低周疲劳损伤，缩短机组的使用寿命。汽轮机转子是工作条件最艰苦、受力情况最复杂的汽轮机部件，其寿命基本代表了整台汽轮机组的寿命。已成为人们关注的焦点。只有准确了解机组在不同运行工况下的寿命，制定合理的运行模式，才能确保火电机组的安全经济运行。1.2国内外研究发展状况1.2.1国外研究状况29由于目前转子的温度和应力尚不能直接进行测量，只能通过间接方法，建立相应的数学模型，测量

6、相关参数，求出转子金属温度和应力的变化及寿命损耗。现在转子应力的数学模型大多数是采用一维温度场理论解的简化式，其计算精度较低，只能反映应力的变化趋势，而不能得到应力的精确值。若在此基础上计算转子在启停和变负荷过程中的寿命损耗，将会产生较大的误差。国外机组寿命管理的应用在日本、美国和欧洲较为普遍。美国自60年代Gollin电站汽轮机失事以后，一些大的公司和研究机构GEWESTINGHOUSE、EPRI等对转子的安全性更为重视；进行了深入的研究。他们将有限元等先进数值方法用于汽轮机转子的分析计算，对转子材料的低周疲劳、高温蠕变、低温脆性和裂纹扩展规律等诸多方面的问题进行了大量的研究，并在汽轮

7、发电机组上安装了应力及寿命损耗指示器以指导机组运行。日本在汽轮机寿命管理方面也做了很多工作，除了预测可能出现裂纹的寿命外，还对转子剩余寿命做出计算。日本的KagawaUniversity的Ebara等对汽轮机动叶片采用的12Cr钢和Ti．6AI．4V合金的疲劳特性进行研究，Fujiyama，Kazunari；Takaki，Keisuke；Nakatani，Yujiro等根据统计损伤和随机损伤仿真研究，对汽轮机设备进行寿命评估，采用先