汽輪機葉片動態(tài)數(shù)據(jù)采集及分析的實驗研究.pdf

1、華北電力大學（保定）碩士學位論文汽輪機葉片動態(tài)數(shù)據(jù)采集及分析的實驗研究姓名：武俊平申請學位級別：碩士專業(yè)：熱能工程指導教師：丁常富20031226華北電力大學碩士學位論文1第一章前言1.1汽輪機葉片振動研究的背景和意義汽輪機發(fā)電機組為人類提供了80%左右的電能[1]隨著汽輪發(fā)電機組容量的迅速增加汽輪機需要在高參數(shù)大容量下運行同時一些發(fā)電機組還要適應用戶對用電和用熱的特殊要求汽輪機的末幾級葉片經(jīng)常會在復雜惡劣的環(huán)境中工作這對葉片的安全性很

2、不利葉片事故時有發(fā)生統(tǒng)計結果表明在汽輪機發(fā)生的事故中由于葉片失效而導致的事故約占40左右[2]這不僅影響汽輪機的正常工作而且造成巨大的直接和間接經(jīng)濟損失根據(jù)美國電力研究協(xié)會EPRI的統(tǒng)計報道19771981年間美國由于葉片失效而導致的電廠停機所造成的直接經(jīng)濟損失約在15.518.4億美元之間[3].七十年代我國電力部門曾對100MW200MW汽輪發(fā)電機組的33次葉片事故進行了統(tǒng)計分析[3]平均每次葉片事故造成的直接經(jīng)濟損失達1000萬人

3、民幣因此各國對葉片的安全性和可靠性提出了越來越高的要求葉片除了工作在設計工況附近外還會在非設計工況下工作如啟動空負荷變負荷停機超速試驗低負荷高背壓等在各種運行工況下葉片經(jīng)受各種因素造成的穩(wěn)定和不穩(wěn)定的汽流激振力及變化的離心力作用造成葉片的低周疲勞和高周疲勞損傷使葉片壽命消耗比正常工況大得多因此國外汽輪機制造廠家根據(jù)經(jīng)驗對其制造的機組規(guī)定了允許的啟動停機次數(shù)低周波運行時間最小負荷和最高運行背壓等限制但是在機組實際運行過程中會有很多意想不到

4、的情況出現(xiàn)根據(jù)經(jīng)驗得到的數(shù)據(jù)很難準確判斷葉片的實際狀態(tài)這就需要在現(xiàn)場實際運行中監(jiān)測葉片運行情況為了保證汽輪機的安全運行目前采用的方法是定期維修法即所謂的預防維修由于在實際運行中影響葉片安全性的因素很多如機組結構特點運行方式電網(wǎng)周波蒸汽品質等有些因素無法量化計算葉片的準確狀況難以估計難以做到維修的合理要么維修過剩造成浪費要么維修不足事故隱患難以解決可能造成較大的經(jīng)濟損失隨著科學技術的進步機組運行水平也不斷提高機組設備的狀態(tài)維修因此提到了議

5、事日程上來其中汽輪機組轉動部件尤其是葉片狀態(tài)的在線監(jiān)測占據(jù)了非常重要的地位一般通過對轉動部件的振動進行監(jiān)測再由采集到的信號來推斷其所處的狀態(tài)目前對汽輪機轉子振動在線監(jiān)測的技術方法裝置已經(jīng)比較成熟但對葉片振動在線監(jiān)測還沒有一個行之有效的方法隨著汽輪機功率的增加機組處于變工況運行的時間越來越多葉片的工作條件更加惡劣葉片發(fā)生事故的可能性增加葉片狀態(tài)在線監(jiān)測技術的研究也就越來越迫切隨著數(shù)學電子技術計算機技術信息處理技術的進步測試儀器的發(fā)展對葉片