大容量汽轮机阀序改造后调节级叶片强度安全性分析.pdf

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1、第５８卷第４期汽轮机技术Ｖｏｌ．５８Ｎｏ．４２０１６年８月ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１６大容量汽轮机阀序改造后调节级叶片强度安全性分析１１２常东锋，谷伟伟，徐自力（１西安西热节能技术有限公司，西安７１００３２；２西安交通大学，西安７１００４９）摘要：以某６００ＭＷ汽轮机调节级叶片为研究对象，采用有限元方法对阀序改造后顺序阀工况下调节级叶轮－叶片系统的结构应力、振动特性、瞬态动力响应和动应力进行计算分析。计算结果表明，顺序阀工况下调节级叶轮叶片系统的静强度和动强度满足强度设计要求，阀序改造后调节级叶轮－叶片

2、系统可以安全稳定地运行。关键词：汽轮机；调节级；顺序阀；动应力分类号：ＴＫ２６３文献标识码：Ａ文章编号：１００１-５８８４（２０１６）０４-０２４５-０３ＳｔｒｅｎｇｔｈＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＧｏｖｅｒｎｉｎｇＳｔａｇｅｏｆａＬａｒｇｅＣａｐａｃｉｔｙＴｕｒｂｉｎｅＡｆｔｅｒＶａｌｖｅＳｅｑｕｅｎｃｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ１１２ＣＨＡＮＧＤｏｎｇ-ｆｅｎｇ，ＧＵＷｅｉ-ｗｅｉ，ＸＵＺｉ-ｌｉ（１Ｘｉ’ａｎＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｘｉ’ａｎ７１００３２，Ｃｈ

3、ｉｎａ；２Ｘｉ’ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｔｉｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｓｔａｇｅｏｆａ６００ＭＷｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｒａｎｓｉｅｎｔｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｓｔａｇｅｕｎｄｅｒｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｖａｌｖｅｍｏｄｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｆ

4、ｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｓｔａｇｅｕｎｄｅｒｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｖａｌｖｅｍｏｄｅｍｅｅｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｓｔａｇｅｕｎｄｅｒｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｖａｌｖｅｍｏｄｅｃａｎｂｅｏｐｅｒａｔｅｄｓａｆｅｌｙａｎｄｓｔａｂｌｙ．Keywords：turbine；governingstage；sequencevalvem

5、ode；dynamicstress０前言１机组调门阀序优化改造大容量汽轮机目前常采用３种配汽方式：单阀配汽、顺以某６００ＭＷ大容量汽轮机为研究对象，其原设计为复序阀配汽和复合阀配汽。理论和实践表明，大部分负荷工况合阀调节，调门控制函数如图１（a）所示。为了提高机组运下，顺序阀配汽相比单阀配汽节流损失小，经济性好，所以机行经济性，减少调门节流损失，进行了阀序优化改造，增设一组投产试运行结束后均要求采用顺序阀配汽方式运行。复套顺序阀配汽方式，其调门控制函数如图１（b）所示。根据合阀配汽方式理论上兼顾了单阀配汽的安全性和顺序阀配运

6、行工况的需要，运行人员可以在任何负荷下对两种配汽方汽的经济性，但在机组调峰运行时，与顺序阀配汽方式相比，式进行无扰切换。节流损失大，经济性相对较差。由于国内现役机组绝大部分都承担调峰任务，所以有必要对采用复合阀配汽的机组进行２顺序阀工况调节级叶轮－叶片系统的静［１－６］阀序优化改造，提高机组运行经济性。强度分析对复合阀配汽的机组进行阀序优化改造后，会导致汽轮［７，８］机部分进汽程度加剧，调节级叶轮－叶片系统所承受的阀序改造后调节级叶轮－叶片系统的结构应力是其安汽流力和动应力相应增大。因此，必须对阀序改造后调节级全性评估的重要

7、指标之一，本节采用有限元方法计算顺序阀叶轮－叶片系统的结构强度进行重新校核，确保其可以长期工况下调节级叶轮－叶片系统在汽流力、离心力、温度载荷安全地运行。本文以某６００ＭＷ汽轮机为研究对象，采用有作用下的结构应力，对其静强度进行安全性评价。该调节级限元方法对阀序改造后顺序阀工况下调节级叶轮－叶片系叶片采用双Ｔ型叶根，整级叶片共４４只，每４只叶片采用铆统的结构强度进行计算分析，本文的计算方法和分析结论为接围带连接成组，整级共１１组叶片组。计算分析时利用叶大容量机组阀序优化改造提供了理论依据和基础。轮－叶片系统的周期对称性，采用

8、循环对称方法进行降阶处收稿日期：２０１６-０１-１４基金项目：西安热工研究院科技项目（ＺＣ－１５－ＴＹＫ０２）。作者简介：常东锋（１９７８-），男，汉族，陕西户县人，硕士，高级工程师。主要从事汽轮发电机组性能监测和节能降耗技术研究。２４６汽轮机技术第５８卷叶型与叶根平台倒圆处。销钉的最大等