基于递推算法的汽轮机转子热应力在线监测系统精度的研究.pdf

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1、第54卷第4期汽轮机技术Vo1．54No．42012年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2012基于递推算法的汽轮机转子热应力在线监测系统精度的研究卞双，栾东存，黎瑜春(华北电力大学，北京102206)摘要：描述了汽轮机转子热力在线监测系统的一般数学模型。以递推算法为基础，对某电厂1000MW超超临界汽轮机转子进行了热应力求解计算。通过与有限元计算结果的对比，深入分析了影响热应力计算精度的主要因素，为汽轮机转子热应力在线监测系统的实现提供理论依据。关键词：递推算法；热应力；在线监测分类号：

2、TM26文献标识码：A文章编号：1001—5884(2012)04-0297-03AStudyofPrecisionoftheTurbineRotorTherma1．．stressOn．．1ineMonitoringSystemBasedonRecursiveAlgorithmBIANShuang，LUANDong-cun，LIYu—chun(DepartmentofEnergy&PowerEngineering，NoahChinaElectricPowerUniversity，Beijing1022

3、06，China)Abstract：Thispaperdescribesthegeneralmathematicalmodelofonlinemonitoringsystemforsteamturbinerotorthermalstress．ThepaperbasedONrecursivealgorithmcomputesthethermal—stressoftheIO00MWUltra—supereriticalturbinerotorinaplant．Bycontrasttofiniteeleme

4、ntresults，themainfactorsthataffectonthethermal—stresscalculationaccuracyareobtained，whichwillprovideatheoreticalbasisfortheimplementationoftheon—linemonitoringsystem．Keywords：recursivealgorithm；thermal-stress；on-linemonitoring和应力场分布。故可以对汽轮机转子作如下假设]：U日U舌

5、(1)无限长实心圆柱；(2)转子初始温度均匀；汽轮机在启动、停机或负荷变化时，转子内部将产生较(3)各物性参数为常数；大的温度梯度，并由此产生热应力，这种过渡工况下的热应(4)转子表面温度已知。力是影响机组寿命损耗的重要因素。目前国内大部分电当转子表面的温度变化率叼。经时间tr转化为叼时，所厂的汽轮机组都未安装转子热应力的在线监测系统，因此有列方程如下：必要对电厂汽轮机转子热应力在线监测系统做深入研究。詈=。(+÷詈)解析法是热应力计算的常用方法。其通用性好，计算量小，速度快，特别适用于在线监测。汽轮

6、机转子热应力的解tl：=to+1Jr(01)算法避免了确定放热系数和调节级或中压第一级后蒸汽温以上方程的解为：度的难题。本文以递推算法为基础，对某电厂1O00MW超超⋯。+7"／17"1r簪(舌一)临界汽轮机转子编制在线监测系统，与有限元计算结果对比，得出了影响递推算法计算精度的主要因素。+等1在线监测的数学模型。=告1．1温度场计算汽轮机转子热应力的计算以温度场计算为基础，进行温1．2递推算法度

7、场计算时，可将转子的几何形状适当简化为一维模型。根当转子表面温度呈非线性变化时，根据热应力叠加规律据一维非稳态导热微分方程，可以得到汽轮机转子的温度场和递推思想，可以得到无中心空转子热应力的递推公式]。收稿日期：2011-08-01基金项目：汽轮机转子热应力在线监测系统(KH1066)作者简介：卞双(1964一)女，副教授，硕士生导师。现主要研究方向：大型汽轮机优化运行。298汽轮机技术第54卷如：力计算，将所得的数据和计算结果存人数据库以备查询。热r0一-0v1应力的计算以前面介绍的数学模型为基础。

8、(一砰一。前昔)≥2’2．22蓉产端r0i：0．1客户端是运行人员监控界面，主要实现的功能如下：’l(1)在线监测机组启停或变负荷过程中转子的热应力并(一≥2以友好图形界面形式显示；r0=0l(2)对超限参数给予报警，指导运行人员采取合理的运+行方式；rOi：0(3)查询分析历史数据。峨ii帆_：22al+≥1式中，卢为方程()=0的第一个正根；为方程Jo(卢)3热应力计算=0的第二个TF根3．1计算对象令：c。：；cz一÷；；选取东方汽轮机厂生产的汽轮