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| 汽轮机转子是汽轮机的重要部件,其中尤以高压转子最为我们关心。汽轮机在启动、停机或变负荷运行时,由于表面蒸汽参数的不断变化,其内部温度场处于非稳态状态,将产生较大的温度梯度热应力。汽轮机转子的热应力是限制机组启停速度及安全运行的关键因素。进行应力计算分析,实现单元机组启动、停运优化,提高机组的运行安全性和经济是电力系统关注的热点问题之一。本文对本公司的1000MW超超临界汽轮机在启动过程中的温度和应力分布的分析和控制进行了比较深入研究。本文首先利用COMSOL Multiphysics分析软件建立了汽轮机高压转子的二维对称几何模型和边界条件,并对模型进行了仿真分析,并与现场实测数据进行了比较,得到了现场所使用的体积平均温度算法即热应力计算算法可能低估了高压转子实际热应力的初步结论。该模型可以表示成参数化模型,可方便与Matlab等软件连接进行高压转子结构和尺寸的优化设计和启停策略的优化设计。然后,对现有的高压转子体积平均温度的实时计算算法进行了综合比较,构建了用于实时计算高压转子体积平均温度的Matlab/Simulink仿真模型,对冷启动、热启动、并网三个阶段的高压转子体积平均温度进行了仿真计算,并与现场实测数据进行了比较,两者吻合得很好。最后,对西门子汽轮机的热应力的实时在线监控的架构进行了较详细的描述,在此基础上对西门子的热应力控制策略进行了较详细的分析,为今后开发具有自主知识产权的热应力控制策略和寿命管理系统打下了良好的基础。 |
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