有限元技术在空冷汽轮机长叶片设计中应用

《有限元技术在空冷汽轮机长叶片设计中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷第2期热力透平Vo1．41No．22012年6月THERMALTURBINEJun．20l2有限元技术在空冷汽轮机长叶片设计中的应用刘岩，张军辉(上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，上海200240)摘要：首先采用有限元技术对某空冷汽轮机低压末级长叶片的整圈振动特性进行计算，随后对由整圈自锁长叶片围带和凸台不同接触间隙造成整圈振动特性的变化进行了数值分析，最后对空冷低压长叶片各个部分的强度进行了分析。有限元计算结果与动频试验的结果偏差很小，强度计算结果也满足设计规范的要求。这些先进计算技术的应用，大大缩短了长叶片的研发周期，保

2、证了空冷低压长叶片的安全运行。关键词：汽轮机；整圈自锁叶片；调频；有限元中图分类号：TK263．3文献标识码：A文章编号：1672—5549(2012)02—0147—05ApplicationofFEAforDesignofLongBladeinAirCooledSteamTurbineL／UYah，ZHANGJun—hui(ShanghaiElectricPowerGenerationEquipmentCo．，Ltd．，ShanghaiTurbinePlant，Shanghai200240，China)Abstract：Thewho

3、lecirclevibrationcharacterofaircooledlaststagelongbladeinLPsteamturbineiscaleulatedbyusingFiniteElementAnalysis(FEA)．Then，thechangesofwholecirclevibrationcharactermadebytheshroudgapandlashingwiregapofinterlockedblade(ILB)areanalyzed．Finally，thestrengthofdiferentpartsofai

4、rcoledlaststagelongbladeinLPsteamturbineisstudied．Thediferenceofvibrationfrequencybetweenthesimulationandtestisverysmal1．Byusingtheseadvancedc~eulationmethods，theresearchingperiodofthelongbladeisconsiderablyshortened，andthesafeoperationofaircooledsteamturbineLPlongbladei

5、sass~ed．Keywords：steamturbine；Interlockedblade(ILB)；frequencymodulation；FEA我国的能源结构状况是富煤、贫油、少气，在水资源总量有限，但还必须发展火电的条件下，发1空冷低压长叶片展大型空冷汽轮发电机组，是以有限的水资源来支撑火电发展的有效技术途径之一。随着电力市常规的湿冷机组，虽然背压设计范围很大，但场的发展，国内对大功率、高参数空冷汽轮机机组实际运行背压却基本在一个很小的范围内变化，的需求逐渐成为市场热点。空冷汽轮机机组因其始终处在远离极限背压的状况。而空冷汽轮机

6、比对水资源要求较低，不需要傍海靠江，所以是很多常规湿冷式汽轮机的工作背压高；又由于大气环缺电少水的内陆地区筹建电厂的首选。因此，开境温度变化特别大，空冷汽轮机出现高背压的运发设计新型国产超临界空冷汽轮机，一方面新产行工况非常频繁，很容易进入最高背压区域和阻品开发有益于企业占领新的市场，另一方面又大塞工况¨。为了避免低压长叶片在高背压和小流大促进煤炭资源丰富的内陆缺水地区电站的建量阻塞工况下出现共振，以及降低汽流对叶片造设，减少了煤炭运输环节，为我们国家的节能减排成的动应力，空冷机组低压长叶片多采用整圈自工作做出贡献。空冷汽轮机的末级长叶

7、片设计是锁阻尼型(ILB)长叶片。整圈自锁阻尼叶片具有汽轮机设计的重点及难点，本文以某空冷汽轮机动应力极小、机械阻尼大、抗颤振性能好、频率稳定性好等特点，特别适合空冷低压长叶片J。但低压末级叶片为例，详细介绍了有限元技术在长叶片振动特性设计和强度设计中的应用情况。是围带及中间凸台拉筋的阻尼特性对叶片的振动收稿日期：2012—02—29修订日期：2012—03—22作者简介：刘岩(1963一)，男，毕业于上海理工大学，大学本科，高级工程师，主要从事汽轮机强度振动的计算分析以及试验研究工作。羹一I固第2期有限元技术在空冷汽轮机长叶片设计中的

8、应用总体来看：末叶片可能存在1阶5节径左右调频低叶片的动应力。所以，相邻的围带之间和拉筋需要，而2阶需要调频的可能性较小。调频趋势凸台之间的间隙决定了接触摩擦作用程度，也就为：围带减薄，叶片一阶频率增加；二