發(fā)布時間：2017-08-19 14:13

  本文關鍵詞：重型燃氣發(fā)電機組調峰過程轉子壽命損耗研究

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【摘要】：我國目前主要的發(fā)電形式為火力發(fā)電。在火力發(fā)電設備中,燃氣輪機由于污染較小且調峰能力強正在被越來越多的應用于發(fā)電領域,由于電網(wǎng)調峰的快速變負荷特性以及在日常運行過程中可能出現(xiàn)的機側及網(wǎng)側故障,燃氣輪機的實際運行壽命可能會低于設計壽命,因此,針對燃氣輪機運行過程的壽命損耗計算具有重要的意義。本文以GE9FA重型燃氣輪機轉子作為研究對象,從轉子建模、響應分析、壽命損耗等方面展開一系列研究,探討了燃氣輪機轉子扭振固有頻率及扭應力較大危險截面的分布特點,并通過傳遞矩陣與數(shù)值積分相結合的方法,研究了如何計算實際運行狀態(tài)下的轉子危險截面的扭矩響應,進一步結合疲勞損傷理論確定燃氣輪機在實際運行過程中調峰變負荷引發(fā)的扭振壽命損耗。主要工作結論如下：(1)歸納國內(nèi)外典型燃機轉子結構特點和整機布置方式,分析燃氣輪機調峰原理及影響因素。(2)應用傳遞矩陣法計算轉子軸系扭振固有模態(tài),計算得到一階扭振固有頻率低于工頻,一階最大扭應力分布在壓氣機與發(fā)電機轉子之間。(3)應用傳遞矩陣與數(shù)值積分相結合的方法計算軸系扭振響應,確定最大扭應力位于壓氣機與發(fā)電機轉子之間的聯(lián)軸器處。結合燃機調峰升負荷及啟動過程計算扭振響應,啟機及升負荷過程軸系扭振響應包含一階固有頻率,無工頻。負荷變化時出現(xiàn)誤并網(wǎng)等情況,扭振響應包含工頻。(4)分析常見疲勞壽命損耗計算方式利弊,應用局部應力應變法結合雨流計數(shù)法及相關疲勞計算理論針對調峰燃機轉子扭振損耗進行計算,得出結論：燃機調峰及啟動過程扭振損耗均高于正常運行疲勞損耗。
【關鍵詞】：燃氣輪機 轉子 調峰 扭振 壽命損耗
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM611;TM31
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 概述9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 轉子扭振特性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 調峰對燃氣發(fā)電機組的影響12-13
• 1.2.3 轉子疲勞損耗研究13-14
• 1.3 論文的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 燃氣輪機組軸系結構與運行特性分析15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 燃氣輪機轉子結構與布置形式15-20
• 2.2.1 燃氣輪機轉子基本結構及運行機理15-17
• 2.2.2 燃氣輪機整機布置17-18
• 2.2.3 燃-蒸聯(lián)合循環(huán)機組軸系布置18-20
• 2.3 燃氣輪機運行特性20-23
• 2.3.1 燃機壽命及影響因素20-21
• 2.3.2 燃氣輪機調峰影響因素分析21-23
• 2.4 本章小結23-24
• 第3章 燃氣輪機軸系扭振固有特性24-35
• 3.1 引言24
• 3.2 9FA型燃氣輪機相關參數(shù)及軸系建模24-34
• 3.2.1 軸系的建模計算26-28
• 3.2.2 軸系的固有特性計算28-34
• 3.3 本章小結34-35
• 第4章 快速調峰引起的機組軸系扭振響應分析35-43
• 4.1 引言35
• 4.2 扭振響應計算35-42
• 4.2.1 Newmark增量法計算原理36-38
• 4.2.2 燃氣輪機轉子扭振響應計算實例38-42
• 4.3 本章小結42-43
• 第5章 調峰引發(fā)的壽命損耗分析43-58
• 5.1 引言43-44
• 5.2 壽命損耗計算理論44-45
• 5.2.1 名義應力法44
• 5.2.2 損傷容限法44-45
• 5.2.3 局部應力應變法45
• 5.3 局部應力應變法估算軸系疲勞損耗45-52
• 5.3.1 名義應力應變與局部應力應變的轉化45-48
• 5.3.2 雨流計數(shù)法統(tǒng)計載荷循環(huán)48-50
• 5.3.3 平均應力對疲勞損耗計算的影響50-51
• 5.3.4 應變——壽命曲線51-52
• 5.3.5 壽命損耗計算52
• 5.4 軸系調峰扭振疲勞壽命損耗分析52-57
• 5.4.1 快速變負荷軸系壽命分析53-55
• 5.4.2 燃機啟動過程軸系壽命分析55-57
• 5.5 本章小結57-58
• 第6章 結論與展望58-60
• 6.1 結論58
• 6.2 展望58-60
• 參考文獻60-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及其它成果66-67
• 致謝67

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本文編號：701162