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汽轮机转子表面红外测温系统设计与试验研究

杨润泽  
【摘要】:随着现代汽轮机发电机组单机容量和主蒸汽参数的不断提高,为了确保机组效率和安全性,电厂对汽轮机转子表面温度检测的实时性和准确性要求也日益提高。本文研究了国内外大型汽轮机组普遍采用的转子温度场监测方法,指出当前的转子表面温度监测技术存在着实时性差、通用性差以及误差大等问题,提出了将红外辐射测温用于大型汽轮机转子表面温度检测的技术路线。 本文对水蒸汽红外辐射的吸收特征、水蒸汽本身的辐射特征、红外视窗材料透射特性以及三种基本辐射测温原理进行了研究,确定了红外测温系统的测温范围、工作波段以及红外测温仪型号,并使用三维参数化建模软件Pro/ENGINEER对视窗组件进行了结构设计,通过对各种不同的视窗结构开展高温高压水蒸汽密封试验,证实改进的填料密封方案在确保视窗安全性的同时有着良好的密封性能。 由于釜体温度测点布置的局限,为了对红外测温结果进行评价,本文还对反应釜内的换热情况进行了研究,对反应釜升降温过程的温度场进行了数值模拟,得到了反应釜温度监测点和红外测温仪测量目标的实际温度之间的函数关系,试验数据分析结果验证了技术路线的可行性。 此外本文还对测温装置在实际机组上的安装固定方式进行了初步探讨,研究了哈尔滨汽轮机厂CLN350-24.2/566/566型机组高压内外缸开孔应力集中对汽缸局部强度的影响。最后搭建了试验室条件下的测温系统平台,使用Visual C++语言开发了数据采集程序。


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