300MW汽輪機轉(zhuǎn)子低周疲勞與高溫蠕變的壽命計算與研究.pdf

1、現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)，電力負(fù)荷峰谷差及總量逐漸增大，高參數(shù)、大容量的火電機組在今后必將參與調(diào)峰。這就對汽輪機組提出了更高的要求，為了滿足電網(wǎng)的需求，汽輪機組的啟停必須快速，從運行的經(jīng)濟方面說這樣的快速啟停可以降低機組的熱量損失，從而使得機組運行更經(jīng)濟。與此相矛盾的是機組快速啟停必將導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備在此過程中遭遇熱沖擊，使得機組的壽命損耗增大，這又是非常不合理及不安全的。所以對汽輪機的預(yù)期壽命必須加強管理，保證熱力發(fā)電機組的安全、經(jīng)濟運行。

2、>　　 本文從電廠汽輪機轉(zhuǎn)子壽命管理的實際情況出發(fā)，以300MW汽輪機組為研究對象，利用ALGOR有限元分析軟件，計算了汽輪機組冷態(tài)啟動、熱態(tài)啟動的溫度場、應(yīng)力場。并以有限元計算結(jié)果為基礎(chǔ)，進一步對轉(zhuǎn)子的壽命損耗進行了計算，根據(jù)金屬材料的疲勞機理，在計算中對材料老化造成的硬度變化值做了修正，研究了疲勞蠕變損耗間的耦合計算。經(jīng)綜合分析及計算結(jié)果，合理建議了汽輪機轉(zhuǎn)子壽命管理。主要進行的工作：
　　 (1)研究轉(zhuǎn)子溫度場、應(yīng)力場的

3、有限元計算原理，確定計算幾何模型，簡化模型并對其劃分網(wǎng)格，根據(jù)需要在轉(zhuǎn)子應(yīng)力集中部位網(wǎng)格細(xì)化。
　　 (2)運用ALGOR軟件對轉(zhuǎn)子幾何模型進行三維仿真模擬，得出機組在冷態(tài)及熱態(tài)啟動過程中，各自的溫度場、應(yīng)力場分布圖，并以此為基礎(chǔ)對轉(zhuǎn)子所承受的熱應(yīng)力進行分析。
　　 (3)通過研究疲勞壽命理論，引入材料硬度這一性能參數(shù)，根據(jù)機組實際的運行模式，分析其與機組運行時間之間的變化關(guān)系。
　　 (4)轉(zhuǎn)子材料的硬度與轉(zhuǎn)子

4、因高溫引起的蠕變壽命損耗息息相關(guān)，直接影響著機組運行的安全性。結(jié)合ALGOR軟件分析的結(jié)果，把機組運行的基本數(shù)據(jù)分六個時間段進行計算蠕變壽命計算，找出蠕變壽命損耗隨時間的變化關(guān)系。
　　 (5)引進非線形低周疲勞連續(xù)損傷模型和三軸度因子，對轉(zhuǎn)子的低周疲勞壽命損耗進行計算分析。探討機組疲勞-蠕變耦合作用對機組壽命損耗的影響。汽輪機組啟動過程中，溫升率對轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力及機組壽命損耗影響重大，并基于考慮轉(zhuǎn)子材料硬度變化時溫升率怎樣調(diào)節(jié)，使