發(fā)布時(shí)間：2022-01-14 21:06

　　隨著能源與社會(huì)用電結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變,峰谷差日益擴(kuò)大。同時(shí),可再生能源所占發(fā)電比例逐年增加,給我國(guó)電網(wǎng)的調(diào)峰和消納工作帶來(lái)了嚴(yán)峻考驗(yàn),造成了經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)資源的浪費(fèi),這就要求火電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備具有更為快速的啟動(dòng)和變負(fù)荷能力。對(duì)機(jī)組的冷態(tài)啟動(dòng)和變負(fù)荷過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化,在滿足設(shè)備安全運(yùn)行的必要前提下,提高機(jī)組的響應(yīng)速度,對(duì)于提升大容量火電機(jī)組參與調(diào)峰的靈活性和解決新能源發(fā)電所產(chǎn)生的消納問(wèn)題具有積極作用。本文以某660MW超超臨界汽輪機(jī)的高中壓模塊為研究對(duì)象,選擇具有針對(duì)性的網(wǎng)格劃分方法,建立轉(zhuǎn)子的二維有限元模型和內(nèi)缸的三維有限元模型。對(duì)汽輪機(jī)在冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中的邊界條件進(jìn)行合理假設(shè)和分析。采用Workbench有限元軟件計(jì)算在原冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸的溫度以及應(yīng)力變化情況,選定在啟動(dòng)過(guò)程中六個(gè)應(yīng)力較大部位（轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸各三個(gè)）作為數(shù)值計(jì)算的應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)。結(jié)合汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度和內(nèi)缸應(yīng)力水平,確定暖機(jī)時(shí)間和升負(fù)荷率的調(diào)整范圍,初步擬定四種對(duì)比方案。對(duì)采取不同方案的冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行有限元模擬,得出超超臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸應(yīng)力水平隨暖機(jī)時(shí)間和升負(fù)荷率的變化規(guī)律�；谝陨辖Y(jié)果,為進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)子... 

【文章來(lái)源】：上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

汽輪機(jī)高中壓內(nèi)上缸汽輪機(jī)在熱耗保證工況下的主要參數(shù)如下：

第二章汽輪機(jī)啟動(dòng)及變工況分析的數(shù)值計(jì)算理論18,,圓柱坐標(biāo)下的剪應(yīng)力。汽輪機(jī)零部件在穩(wěn)態(tài)額定負(fù)荷工況下的分析設(shè)計(jì)判據(jù)如下：≤0.2（2-13）式中：0.2汽輪機(jī)零部件所使用的金屬材料在溫度t下的屈服極限。汽輪機(jī)零部件瞬態(tài)變工況下的分析設(shè)計(jì)判據(jù)如下：≤0.2（2-14）式中：瞬態(tài)工況下汽輪機(jī)零部件出現(xiàn)的最大等效應(yīng)力；當(dāng)汽輪機(jī)零部件為鍛件時(shí)，取=2.0，當(dāng)汽輪機(jī)零部件為鑄件時(shí)取=1.5。2.5高中壓轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸的有限元模型對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行建模是進(jìn)行有限元分析的第一步，也是關(guān)鍵一步。較小的模型誤差是保證有限元計(jì)算精度的基矗因此鑒于所研究汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子及內(nèi)缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和復(fù)雜程度，確定轉(zhuǎn)子直接在Workbench自帶的Spaceclaim快速建模工具中建立二維幾何模型，內(nèi)缸則選擇更為通用的UnigraphicsNX軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模。由于文件格式的差異會(huì)對(duì)軟件的可識(shí)別性造成影響，因此在使用UnigraphicsNX對(duì)內(nèi)缸完成實(shí)體建模后，再將該模型文件以常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件格式x_t格式導(dǎo)入Workbench軟件進(jìn)行后續(xù)處理和計(jì)算[42~44]。圖2-2高中壓轉(zhuǎn)子的幾何模型該型號(hào)超超臨界汽輪機(jī)的高中壓轉(zhuǎn)子由1級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)、7級(jí)高壓級(jí)和6級(jí)中壓級(jí)組成，幾何邊界左起主油泵中心線右至2#軸承中心線全長(zhǎng)7658mm。在建模過(guò)程中，為節(jié)省時(shí)間，對(duì)模型進(jìn)行了必要簡(jiǎn)化，比如將各壓力級(jí)的葉片簡(jiǎn)化為單獨(dú)的葉輪，忽略汽缸內(nèi)部的汽封等。由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特征以及邊界條件都對(duì)稱于中

第二章 汽輪機(jī)啟動(dòng)及變工況分析的數(shù)值計(jì)算理論 心軸線，屬于典型的軸對(duì)稱問(wèn)題，據(jù)此可建立起轉(zhuǎn)子軸向剖面的 1/2 作為計(jì)算模型如圖 2-2 所示。 內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上，軸向定位靠高中壓進(jìn)汽口間的凸臺(tái)與外缸槽的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)缸的左右部分結(jié)構(gòu)基本對(duì)稱，受載情況一致，故如圖 2-3所示選取整個(gè)高中壓內(nèi)缸的 1/2 作為研究對(duì)象就可以反映整個(gè)缸體的溫度與應(yīng)力分布規(guī)律，從而建立起內(nèi)缸的三維有限元模型。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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