汽轮机组动静碰摩与自动调节汽封分析研究

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1、第6卷第4期中国工程机械学报V01．6No．42008年12月CHINESEJOURNALOF(X)NS3RUUFIONMACHINERYDec．2008汽轮机组动静碰摩及自动调节汽封分析研究万书亭，何玉灵，周大雪(华北电力大学机械工程系，河北保定071003)摘要：首先对汽轮发电机组动静碰摩的原因进行了分析，说明了动静碰摩的机理及种类，阐述了碰摩过程中所包含的物理现象，并用Matlab对1个六圆盘转子的碰摩情况进行了仿真，在此基础上对目前动静碰摩的诊断方法进行了总结．然后通过定性分析研究了针对汽轮机组动静碰摩研制的自动调节汽封的结构、工作机理及其受力情况，并采用通用有限

2、元软件ANSYS对1个中压缸汽封及弹簧进行了建模和热与结构的耦合应力计算，发现汽封环问的调节弹簧在工作过程中具有较集中的应力分布，其长时间工作在高温潮湿环境下的耐疲劳性能值得关注．关键词：汽轮机组；动静碰摩；仿真；自动调节汽封；有限元中图分类号：TK267文献标识码：A文章编号：1672—5581(2008)04—0473—06Investigationintostatic—dynamicturbosetrub-impactandautomaticadjustmentsteam-sealWANSku—ting，HEYu—ling，ZHOUDa—x1．g．e(Departm

3、entofMechanicalEngineering，．NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Firstly，thecausesofstatic—dynamicturbosetrub—impactarespeculated．Then，themechanismandcategoryofrub—impactsarepinpointedintermsofphysicalphenomena．Inaddition，diverserub—impactdiag—nosismethodsareprov

4、idedusingaMatlab—basedsimulationonasix—diskrotor．Afterwards，anautomaticad—justmentsteam—sealisqualitativelyanalyzedonitsstructure，mechanismandloadingcondition．Byapplyingthefiniteelementanalysissoftware，i．e．ANSYSTM，thesteam—sealandcorrespondingspringofamedium—pres—surecylinderaremodeledand

5、computedregardingthermalandstructuralcoupledstresses．Finally，itcanbefoundthatthestressintensivenessOccursinadjustmentspringbetweensteam—sealrings．Therefore，itsfatiguedurabilityshouldbeconcernedunderlong—termhightemperatureyetmoistureworkingconditions．Keywords：turlxr,et；static-dynamicrub-i

6、mpact；simdafion；automaticadjustmentsteamseal；finiteelement汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰摩是运行中常见的故障，随着现代机组向着高性能、高效率发展，动静间隙变小，碰摩的可能性随之增加．碰摩使转子产生非常复杂的振动，是转子系统发生失稳的一个重要原因，轻者使得机组出现强烈振动，严重的可以造成转轴永久性弯曲，甚至整个轴系毁坏．碰摩的诊断与认定是目前具有一定难度的主要振动故障⋯1．针对汽轮机的动静碰摩缺陷研制出了可自动调节的汽封，这种汽封可根据汽轮机的实际负荷自动调节汽封与转子间间隙的大小，从而在一定程度上有效防止碰摩发

7、生．文献[1]介绍了汽轮机组动静碰摩的原因、发生机理和种类、碰摩转子的动力特性、碰摩的信号特征以及碰摩的诊断方法；文献[2]在介绍了通流部分、隔板部分以及轴端部分常运用的迷宫式汽封的具体结构及工作原理，但没有对自动调节汽封进行相关介绍；3c献[3]简要介绍了自动调节汽封的结构原理，未对其具体的工作原理及其汽封自动调节动作状况与受载工作情况关系等作细致说明；文献[4]以ieffcott转子基金项目：国家自然科学基金资助项目(50677017)作者简介：万书亭(1970一)，男，副教授，工学博士．E．mail：wanshuting