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国产300MW汽轮机转子寿命分配与管理研究

王尧明  
【摘要】:根据我国目前的能源结构,大容量火电机组参与调峰将是今后长期的任务,对两班制运行的调峰机组,加快启停速度是电网调峰的客观需要,也是减少启停热损失、提高运行经济性的合理要求;而加快机组启停速度势必增大设备的寿命损耗,成为两班制调峰运行的不安全因素。为此我们可以通过两方面的努力达到电网调峰对汽轮机启停的要求:第一是对设备作较大的改进,使其在结构上具备适应快速、频繁启停的机动能力;第二是选择合理的启停方式,通过改进操作程序,在加快启停速度的同时,控制各项指标在安全范围之内,实现优化启停。 本文从现场汽轮机转子寿命管理的实际需要出发,通过对汽轮机优化启停的评价、启停过程中最佳温升率的选择、国产300MW汽轮机转子寿命管理系统的等若干问题的研究,从热应力的角度阐述了对国产300MW汽轮机进行启停优化的可能性以及加强现场寿命管理的手段。具体进行了如下内容的研究: 1.论文首先分析了国内外汽轮机转子寿命研究的背景。在此基础上,研究了目前汽轮机转子的寿命研究中存在的问题(包括低周疲劳和高周疲劳的迭加问题、高温蠕变和低周疲劳的交互作用和低周疲劳的可靠性分析与设计)。同时,分析了转子寿命管理的发展方向,以此说明该选题的重要性。 2.通过分析转子温度场的计算、应力计算、转子寿命和转子剩余寿命估算方法,论文从转子寿命计算和启停最优化准则两个方面研究了汽轮机转子的寿命管理。 3.针对某机组冷态启动、初始温度300℃时的热态启动两种情况的11种工况,论文对启停过程中的最佳温升率进行了研究,并分析了温升率对启停时间、应力裕度、寿命损耗率的影响,分析了温升率对应力值和寿命损耗率的影响规律。 4.论文分析了阳逻电厂优化引进型300MW机组结构(特别是转子结构和高中压缸轴端汽封结构)。根据该电厂#2机组的启动曲线、转子结构和变工况参数,计算了300MW汽轮机高压转子前轴封段应力,研究了300MW汽轮机转子寿命分配与管理。然后分析了AGC变负荷对高压转子安全性的影响。最后提出了减少汽轮机转子寿命损耗的措施。


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