超超临界百万千瓦汽轮机主调阀流场非稳态数值研究_朱奇
百万等级超超临界汽轮机进汽调节方式
百万等级超超临界汽轮机进汽调节方式分析周子悦（广东粤电靖海发电有限公司）前言目前，我国电力生产仍然以火电为主。
采用先设计工作。
进的设计、制造、运行技术提高燃煤机组的效率，实现节能降耗，减少环境污染是我国电力工业发展的首要任务。
随着汽轮发电机技术的飞速发展，百万等级超超临界汽轮机必将成为火力发电领域的主力机型。
而对于百万等级超超临界汽轮机，进汽调节方式的选择在汽轮机的选型和设计中是十分重要的一项内容，它关系到汽轮机在今后的运行中调节特性以及各种运行工况的经济性。
本文就是从这两方面着手分析喷嘴调节和节流调节两种进汽调节方式。
1不同调节汽轮机进汽方式简介当电站汽轮发电机的运行工况与外界电网需要的负荷要求不一样时，就应调节汽轮机的主蒸汽进汽量以适应外界电网负荷的要求。
目前在汽轮机采用的进汽调节方法从配汽方式上分为三种，即喷嘴调节、节流调节和旁通调节。
从运行方式上又分为定压运行、滑压运行和变压运行（即定压-滑压-定压）。
喷嘴调节是应用最广泛的一种调节方式，既用于大功率带基本负荷兼调峰汽轮机，又可用于中小容量的汽轮机。
节流调节常应用于功率较小和功率大带基本负荷的汽轮机。
旁通调节则多用于小型混压式工业汽轮机和舰用汽轮机。
2不同调节汽轮机特点及经济性分析2．1喷嘴调节特点应用喷嘴调节机组在负荷变化时，根据负荷大小，各调节阀门顺序开启，只有处于部分开启位置的一个调节阀才有节流损失，因此机组进汽有较小的节流损失，相同负荷下机组效率比节流调节高。
同时可以采用变压运行模式，即在高负荷时（85～95％以上负荷）采用定压顺序阀控制，改善机组调频时的经济性；低于85％额定负荷时采用滑压运行，使负荷变化时机组内部温度变化不大，减少转子和汽缸热应力。
通常大功率机组的调节级设计难度较大，这是由于在喷嘴调节时，采用的是部分进汽，而大型机组主蒸汽进汽温度和压力高，喷嘴和调节级叶片始终承受较大的热应力和动应力。
通过近年来汽轮机技术的发展，同喷嘴调节相关的一些强度、可靠性方面的一些难题已经得到解决。
百万千瓦超超临界汽轮机特性及启动调试技术
百万千瓦超超临界汽轮机特性及启动调试技术骆贵兵孟颖琪张亚夫（西安热工研究院有限公司陕西西安 710032）摘要：本文简要介绍了华能玉环电厂1000MW超超临界汽轮机的技术特点、启动调试过程及出现的一些问题，并简要介绍了该型汽轮机甩负荷试验的情况。
关键词：超超临界机组汽轮机启动调试动态特性前言大容量、高参数是提高火电机组经济性最为有效的措施。
由于世界一次能源资源中煤的储量远远超过石油和天然气，以及环境保护要求减少污染物（特别是CO2、NO X）的排放，使得以超超临界机组为代表的高效洁净燃煤发电技术成为世界电力工业的主要发展方向之一。
作为我国863 科技攻关项目依托工程的第一个超超临界电厂——华能玉环电厂4 ×1000MW 项目于2003 年11 月开工建设，2007年11月4台机组全部投产，标志着我国电力工业进入了以可持续发展为目标，更加注重安全、经济、环保的新阶段。
我院承担了玉环电厂启动调试工作，本文将简要介绍该电厂超超临界汽轮机的技术特点、启动调试过程及出现的一些问题。
1. 机组概况华能玉环电厂锅炉系哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进日本三菱重工业株式会社（MHI）技术设计制造的HG-2953/27.46-YM1型1000MW超超临界变压运行直流锅炉，采用П型布置、平衡通风、固态排渣、单炉膛、低NO X型PM主燃烧器和MACT 型低NO x分级送风燃烧系统、反向双切圆燃烧方式、摆动式燃烧器，设计燃用神东煤和晋北煤。
汽轮机系上海汽轮机厂引进德国西门子公司技术设计制造的超超临界1000MW 汽轮机组。
该机组为超超临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、双背压、八级回热抽汽汽轮机。
发电机为上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术生产的THDF 125/67型1000 MW三相同步汽轮发电机。
发电机采用水氢氢冷却方式，密封油系统采用单流环式密封。
励磁系统采用西门子所特长的无刷励磁方式。
2. 汽轮机技术规范型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式型号： N1000-26.25/600/600（TC4F）额定主蒸汽压力： 26.25 MPa额定主蒸汽温度： 600℃额定主蒸汽流量： 2804.4 t/h额定再热蒸汽压力：5.35 MPa额定再热蒸汽温度：600℃额定再热蒸汽流量： 2274 t/h额定高压缸排汽压力：5.946 MPa(a)主蒸汽最大进汽量： 2953t/h低压缸排汽压力： 4.4/5.39kPa(a)配汽方式：全周进汽额定给水温度： 292.25℃额定转速： 3000r/minTHA工况热耗： 7316kJ/kWh低压末级叶片长度： 1145.8mm汽轮机总内效率： 92.03%回热系统：三高、四低、一除氧共8级通流级数（高+中+低）：（1+13）+13×2+2×2×6=64级盘车转速：50～60r/min图1 汽轮机总体布置图3. 汽轮机技术特点3.1 总体布置特点华能玉环电厂1000 MW 机组汽轮机的总体型式为单轴四缸四排汽。
百万千瓦等级超超临界机组汽轮发电机参数选型
百万千瓦等级超超临界机组汽轮发电机参数选型作者：顾守录单位：上海汽轮发电机有限公司PARAMETERS SELECTION FOR 1000MW CLASS SUPER CRITICAL TURBINE GENERATORS SHOULU GUGU Shou-lu(Shanghai Turbine Generator Co. Ltd, Shanghai 200240)ABSTRACT: The 1000MW class super critical turbine generators are becoming the key developing points dew to their excellent economical performances. This article is the analyzing and comprising to the design parameters of deferent capacities of 1000MW class super critical turbine generators.KEY WORDS: 1000MW class fossil power plant; Turbine generator摘要：百万等级超超临界机组由于具有良好的经济性而成为电力工业和电机制造业的发展重点。
文K 对我国发展百万等级超超临界机组汽轮发电机的容量参数和技术选型进行了分析，并对各方案进行了比较。
关键词：火电百万级；汽轮发电机；1 世界百万千瓦级超临界火电机组装机情况国外发展超临界机组已有40余年的历史，超临界机组比亚临界机组的煤耗低，在一定范围内，汽机的进汽温度或再热温度每提高10℃，机组热耗一般可下降0.25%～0.3%。
在温度和其他条件相同情况下，初压23.5MPa与16.2MPa比较，300MW、600MW、1000MW 机组净热耗下降分别约为1.3%、1.6%、1.8%，由此可见机组容量愈大，采用超临界参数的效益越明显。
31-超超临界百万千瓦等级汽轮机技术特点-19
超超临界百万千瓦等级汽轮机技术特点石玉文，李殿成（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江省哈尔滨市 150046）摘要：随着电力需求的迅猛发展和发电技术的不断升级，对于资源严重紧张的我国，发展大容量高效率、节能环保型汽轮发电机组已迫在眉睫。
哈汽和东芝公司合作设计、制造的单轴、四缸四排汽1000MW超超临界汽轮机组，通过最优化设计，并采用具有运行业绩的积木块组合，适应高蒸汽参数的新材料。
汽缸全部采用中分面结构以方便安装和维修，双层缸结构使温度梯度分配合理，降低热应力。
全三维冲动式叶片、独特的汽封设计，以及采用目前世界上最长的48”(1219mm)钢制叶片，其经济性比常规超临界机组提高2.5%。
关键词：超超临界；汽轮机；设计特点0前言地球环境问题已成为世界性备受瞩目的重要课题，提高燃煤机组发电效率的同时，也在谋求减少温室气体的排放量，以减轻环境负荷。
另外，从发电机组控制发电成本及总体设备投资的观点来看，对于资源相对匮乏的我国日益紧张的能源需求，要求机组具有最佳的经济性。
对应这些要求，哈汽和东芝公司在不降低机组可靠性的前提下，利用可提高效率的的最新技术，设计完成了具有最佳经济性的汽轮机。
本文对哈汽的技术支持方东芝公司设计的，采用具有优异运行业绩的成熟高、中、低压模块的单轴、四缸四排汽百万等级超超临界汽轮发电机组作一介绍。
1蒸汽参数发展随着材料研究和冶炼工艺的不断提高，使汽轮机发电机组采用更高的蒸汽参数成为可能，更进一步地提高了机组的效率，降低了温室气体的排放量。
东芝公司在材料的选择上具有丰富的经验，东芝公司的材料发展见图1。
图1 东芝公司汽轮机蒸汽参数的发展图2 材料高温蠕变强度 东芝公司具有世界上最优秀的高温汽轮机运行业绩，多台进汽温度在600℃左右的汽轮机投入运行，其中橘湾电厂1#机组进汽温度达到610℃，为1000MW 超超临界机组的设计积累了丰富的设计经验。
本文所述的机组采用25MPa/600℃/610℃，发电效率同以往有实际业绩的机组相比，相对而言提高了约2.5%以上。
百万等级超(超)临界机组运行及控制技术研讨会-1000MW超超临界机组的综合优化和技术创新-外高桥电厂三期工
1000MW超超临界机组的综合优化和技术创新——外高桥电厂三期工程的节能减排之路冯伟忠上海外高桥第三发电有限责任公司20088年4月9日200三期工程简况外高桥三期工程，建设两台z1000MW超超临界汽轮发电机组2005z年12月1日，第一台锅炉的钢结构开始吊装，第一台机组将在今年年底前并始吊装，第台机组将在今年年底前并网发电，计划在2008年3月底前完成全部调试并投入商业运行。
第二台机组也将调试并投入商业运行第二台机组也将于明年6月底前投入商业运行节能减排是三期工程的重点三期工程的策划开始，节能减排就成为z了一项重点工作围绕提高机组效率，适应调峰，减少污z的排放，从主、辅设备的选型染物和CO的排放，从主辅设备的选型2、系统的设计，控制策略的制定，到调试和运行方式的研究等全方位的开展了工作三期工程节能减排的主要方面蒸汽参数和运行控制模式的优化z z 再热系统压降的优化z 汽轮机背压优化z 给水系统和给水泵选型优化z 一次风机选型优化z 锅炉采用低NO 锅炉采用低X 燃烧技术z 配套建设脱硫和脱硝z 研制脱硫烟气热量回收系统z 改进锅炉启动方式和优化带旁路运行方式z开展蒸汽氧化和固体颗粒的综合防治1、主设备选型和参数选择1主设备选型和参数选择z外高桥三期选择了600℃级的超超临界参数锅炉二期三期最大连续蒸发量2788T/H2955 T/H主蒸汽温度542℃605 ℃主蒸汽压力24.955 MPa28MPa再热蒸汽压力/温度6MPa/568 ℃ 6.4MPa/603℃给水温度272.6℃298℃2726炉顶标高118m129m主设备选型和参数选择汽轮机二期三期额定功率900MW1000MW额定蒸汽流量2537T/H2738.6T/H调门全开功率980MW（2788 T/H）1059.97 MW（2955 T/H）主蒸汽温度538℃600℃额定主蒸汽压力23.96MPa25.86MPa再热蒸汽温度566 ℃600℃回热抽汽级数78设计背压单背压 4.9 kPa双背压 4.19/5.26kPa 设计热耗7602kJ/kWh7320kJ/kWh2、蒸汽参数和运行控制模式的优化二期机型通过改变调门节流压降进行一次调频在系统周波二期机型通过改变调门节流压降进行z 次调频，在系统周波稳定时始终有5％的节流压降z三期投标机型通过关小调门或开启补汽阀进行一次调频，在系统周波稳定时没有节流压降超过额定负荷后开启补汽阀系统周波稳定时没有节流压降，超过额定负荷后开启补汽阀限制最高压力。
百万等级超超临界汽轮机进汽调节方式分析
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超超临界百万机组不稳定振动故障分析与处理
超超临界百万机组不稳定振动故障分析与处理摘要：通过对某电厂百万机组的不稳定振动故障进行分析，发现导致故障存在的主要原因是汽流激振引起了不稳定振动。
主要是因为作用在汽缸上的管道力太大，导致高压动静中心存在着严重的偏差，最终引起了较大的气流激振力。
为了能够彻底解决机组的不稳定振动现象，采取了优化冷段管道、提高轴承荷载以及调整汽缸中心等措施，并且取得了很好的效果。
鉴于此，本文结合实际案例对导致机组出现不稳定振动故障的原因以及处理方法展开探讨，以便为处理同类故障提供可靠的依据。
关键词：不稳定振动；汽流激振；动静中心1.机组结构汽轮机主要是由高压缸、中压缸以及两个低压缸组成的，如图1所示。
高压缸内缸使用的是筒形缸结构，在机头侧布置有高压主汽调节阀；中压缸中部两侧布置有中压联合汽阀；轴系是由高压转子、低压转子A、中压转子、低压转子B、和电机转子组成的。
各转子间使用了刚性联轴器进行连接，每根转子是由连个轴承支承起来的，从高压到电机端，轴承的编号依次为1#~10#。
高压缸导气管呈上、下布置的方式，进汽使用的是节流配汽方法，运行过程中需要同时将两个主汽调节阀打开[1]。
图1汽轮机整体布置图2.振动现象机组冲转，定速3000r/min时机组各测点轴振都小于75μm。
机组在冲转一定时间后，在升负荷的过程中，1#、2#轴振幅值多次出现了跳跃增加现象，而如果进行减负荷操作，振幅值就能够快速恢复低值。
1#、2#轴振幅值增加之后，有时候轴心涡动轨迹会呈反进动趋势。
通过分析机组高压缸热膨胀曲线，发现随着主汽温度以及负荷的不断增加，机组热膨胀曲线变化缓慢。
隔了一段时间再进行检查，发现高压缸2#轴承箱端右侧汽缸猫爪上抬，出现这种现象的原因主要是因为导汽管连接起来的阻尼器被金属格栅板死死卡住，阻碍了导汽管热膨胀竖直向下移动。
经现场对这些干涉点进行排查之后，机组的高压热膨胀现象得到了明显的缓解。
通过多次进行升、降润滑油的调整，改变油温的措施并没有抑制分频振动故障的作用。
超临界机组汽轮机调速系统模型参数确定的新方法
测法更方便 简捷 实用 。对 ６０ Ｗ 超 临界机组 汽轮机调速系统 的模 型参数 进行分析计 算 ， ０Ｍ 并用该模 型针对特殊 的
阶跃 响应 作 出仿 真 和分 析 。
关键词 ： 模型参数 ； 临界机组 ； 超 汽轮机调速系统 ； 平衡 ； 热 低频保护
分 类 号 ：Ｍ １ Ｔ ７１ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ １５ ８ （０ １ ０ －１３０ １０ －８ ４ ２ １ ）２０ ０ － ４
ｐ ｏｅ ｔ ｎ ｒ ｔｃｉ ｏ
１ １ 调 速 器模 型 ．
０ 前
言
图 １ 汽 轮 机 系 统 的 模 型 。 图 ２是 调 速 器 模 型 Ｊ 是 ４。
和 是 调 速 器 和 伺 服 器 的 时 间 常 数 。 Ｃ 、 、 和 一 Ｃ Ｃ
热力 系统 的建模 与仿真是 电厂 动态特性 研究 的薄弱环
第５ ３卷 第 ２期
汽
轮
机
技
术
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ２ １５ ． Ａｐ ． ０１ ｒ２ Ｉ
２１ ０ １年 ４月
ＴＵＲＢＩ ＮＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
超 临 界 机 组 汽 轮 机 调 速 系 统 模 型 参 数 确 定 的 新 方 法
谷俊杰 ， 伟 民 朱
（ 电站 设备 状 态监 测 与控 制教 育部 重点 实验 室 ， 北 电力大 学 ， 华 保定 ０ １０ ） ７ ０ ３
（ Ｏ ’ Ｋ ｙ ａ ａ ｏｉｒｇ＆Ｃｎ ｏｏ Ｐｗ ｒ ｌ ｔ ｑｉ ｍ ｎ， Ｍ Ｅ ｓ ｅ ｂ ｆ ｔｅ ｎｏｎ Ｌ ｏ Ｓ ｔ Ｍ ｔｉ ｏｔｌｆ ｏｅ Ｐ ｎ Ｅｕ ｅ ｅｔ ｒ ａ ｐ
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汽轮机调速系统异常引发机组负荷波动的分析及处理
汽轮机调速系统异常引发机组负荷波动的分析及处理摘要：汽轮机调速系统是凝汽式汽轮机的主要附件之一，其日常工作状态直接影响到系统的安全生产和稳定运行。
汽轮机机组是整个系统的动力单元，为整个系统的正常运行提供驱动支撑。
机组控制系统所承担的数值负荷工况非常重要，是保证整个机组正常高效运行的重要基础。
可以促进机组健康长期运行，加强机组调速系统的技术改进，科学控制机械负荷控制。
它在保证整个系统的质量和性能方面起着重要作用。
关键词：汽轮机；调速系统；故障引言：汽轮机调速系统波动的原因是多方面的。
针对相关问题，肯定会出现相关现象和相关数据偏差。
作为生产管理者，需要根据现象全面调整系统的原则，从多个角度进行系统思考，才能更好地解决现场的各种故障和问题。
1.汽轮机调速系统工作原理汽轮机调速系统同时接收来自两个转速传感器的汽轮机转速信号，将接收到的转速信号与转速设定值进行比较，输出执行信号，通过电液转换器将执行信号转换为二次油压，二次油压从底部进入错误的节流阀，驱动滑阀旋转并上下振动。
错误的节流阀会形成五种不同的油路。
在稳定状态下，滑阀下端的二次油力与滑阀上端的弹簧力平衡，使滑阀处于中间位置，滑阀肩刚好密封中间套筒的油口，气缸的进油口和出油口被堵塞，因此气缸活塞不作用，阀开度保持不变。
如果工作环境发生变化,例如当单位速度下降,二次油压上升,滑阀的力量平衡发生变化,滑阀移动起来,油港的参议院的动力油缸活塞,活塞的众议院与回油,和活塞下降,调节阀的增加,蒸汽流入涡轮增加,单位速度上升。
1.汽轮机组调速系统运行的特点现代汽轮机调速系统主要包括以下几个主要组成部分，即调速系统、动力传动系统、监测反馈系统和控制系统。
调节系统主要是通过对汽轮机的整体性能进行科学的调整，使汽轮机机组的输出功率与供电负荷保持匹配，并在整体上相互平衡，从而更好地促进整个机组的性能。
2.汽轮机组调速系统多由两种脉冲冲油方式组成，即高压脉冲冲油和低压脉冲冲油。
超临界600MW汽轮机调节阀流场三维定常数值模拟研究
汽轮 机的启停 和功率 的变 化是 通过调 节汽 门开度 的变 化， 改变进入 汽轮机 的蒸汽 流量 或气 动参 数来 实现 的 ， 以 所 调节阀 内的流动特性 和工 作可 靠性 对整 个汽轮 机 的经 济运 行有重要 的影响 ， 尤其在 部分 负荷 开度 下 ， 不仅 有较 大 的能
量损 失 ， 且 可 能 引起 阀 门 的 振 动 。汽 轮 机 调 节 阀 内 的 流 动 而
（ １哈 尔滨汽 轮机 厂 有 限责任 公 司 ， 尔滨 １０４ ； 哈 ５０ ６ ２哈 尔滨 工 业 大学 ， 尔滨 １００ ） 哈 ５０ １
摘 要 ： 析 了超 临界 ６ Ｏ 分 ０ ＭＷ 汽 轮 机 调 节 阀 阀 腔 进 口 、 腔 顶 端 、 座 进 口 、 座 收 缩 段 、 座 喉 部 、 座 渐 扩 段 、 阀 阀 阀 阀 阀 阀
型， 通过 Ｇ ｍ ｉ进 行 四面体非 结构 性 网格划 分 ， 用 Ｆｕｎ ａ ｂｔ 利 ｌｅ ｔ
１ 计算方法
对 超 临界 ６０ ０ ＭＷ 汽 轮 机 调 节 阀 利 用 Ｕ 进 行 三 维 成 Ｇ
自主蒸汽 阀给 汽经 由９ 。 转 直接 流经调 节 阀喉 部至 出 口 ， ０折 而右侧气流为 流经 调节阀杆 的圆柱 绕流 ， 流动过 程 中气 流在
较 大 的 调 节 阀空 间 扩压 ， 速 较 低 。 流
原 因为 ： 此 开 度 （０ ％ ） ， 门 开 度 较 大 ， 于 左 侧 来 流 在 １０ 下 阀 由
是复杂的非定 常三维可压湍流流动 ， 阀体 内流动 所引起 的不 稳定 现象是一 种综 合效 应 。因此 ， 在这里 的初 步研 究 中 ， 仅
进行 三 维 定 常 流 动 计 算 。
ｖ ｖ ｈ ｓ ｔ ｐ，ｖ ｖ ｅ ｔｉ ｌｔ ａ ｖ ｅ ｔｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｔ ｎ ａｖ ｅ ｔｔ ｒ ａ ，ｖ ｖ ｅ ｔｄ ｆ ｓｏ ｅ ｔ ｎ，ｖ ｌｅ ｓ ａ ｌ ａ ｅｃ ｅ ｔ ｏ ｌ ａ ｅ ｓ ａ ｎ ｅ ，ｖ ｅ ｓ ａ ｏ ｖ ｒ ｉ ｇ ｓ ｃｉ ，ｖ ｅ ｓ ａ ｈ ｏ ｔ ａ ｅ ｓ ａ ｉ ｕ ｉｎ ｓ ｃｉ ｌ ｏ ｌ ｌ ｆ ｏ ａｖ ｅ ｔ
上海汽轮机厂百万超超临界机组高压缸通流间隙调整分析初步
上海汽轮机厂百万超超临界机组高压缸通流间隙调整分析初步摘要：超超临界机组是我国火力发电厂的一个发展趋势，研究百万超超临界机组汽轮机高压缸的通流间隙对于超超临界汽轮机的运行可靠性具有非常重要的意义。
本文以上海汽轮机厂百万超超临界机组为例，讨论了高压缸通流间隙的调整问题，以供相关人员参考。
关键词：汽轮机；百万超临界机组；高压缸；调整一、引言国电浙能宁东发电有限公司2×1000MW机组工程，汽轮机为超超临界、一次中间再热、四缸、四排汽、单轴、凝汽式汽轮机，由上海汽轮机厂制造，机组的铭牌出力为1100MW。
其中高压缸出力占机组总功率的份额最大，高压缸通流间隙大小对机组的安全经济性影响较大，因此本文主要讨论上汽百万火电机组高压缸通流间隙调整问题。
二、汽轮机组概述该汽轮机由高压缸、中压缸以及2个低压缸等共4个模块组成。
其中高压缸有16级，中压缸有2×16级，低压缸有2×2×6级，各个模块的转子通过超紧配的联轴器螺栓刚性连接。
来自锅炉的蒸汽分成两路从位于高压缸两侧的主汽阀和调节汽阀进入到高压缸内，在高压缸内做功后从调阀端底部的2个排汽口处排出至再热器；再热蒸汽分成两路从位于中压缸两侧的再热主汽阀和调节汽阀进入到中压缸内，在中压缸内做功后从中压缸顶部的排汽口处排出，并经过中低压联通管进入到低压缸内，在低压缸内做功后直接排出至位于低压缸底部的凝汽器内。
该机组死点。
该汽轮机在轴系中设计有1个径向推力联合轴承，该径向推力联合轴承位于#2轴承座内，推力轴承是轴系的死点。
高压外缸的死点位于#2轴承座的猫爪轴向定位键中心线与机组轴线相交点处，中压外缸的死点也位于#2轴承座的猫爪轴向定位键中心线与机组轴线相交点处，中压外缸、2个低压内缸通过推拉装置使他们在轴线方向上连成一个整体，在机组启停过程中同步膨胀或收缩。
通流间隙。
高压缸、中压缸内通流部分各零件中心及动静间隙在制造厂内均按图纸要求调整合格，现场需按照总装记录表恢复转子与静子之间的相对位置以确保内部通流间隙合格。
超超临界汽轮机调门卡涩分析与防范处理
超超临界汽轮机调门卡涩分析与防范处理摘要：自改革开放以来，我国经济与科技高速发展，特别是在科技方面，在我国科技研发人员的不懈努力之下，取得了显著地成绩。
汽轮机作为蒸汽动力装置的主要设备，在我国机械行业中发挥着重要作用。
但是由于汽轮机在工作中压力处于很高的状态，因此，汽轮机中的调门一旦发生卡涩，就会使汽轮机在开启阶段转速不稳定，在停机状态时汽轮机不能马上并完全关闭，导致一些高压蒸汽错误进入汽轮机从而发生故障。
目前，该方面的内容已经引起了社会各界的高度重视，大量的技术人员开始投身到相关课题项目的研究工作中，因此本文也主要针对汽轮机的调门卡涩问题以及对应的应对策略两大方面的内容展开讨论，希望能为我国汽轮机质量的提升提供一定的帮助。
关键词：超超临界；汽轮机；调门卡涩汽轮机是一种主要的蒸汽动力装置，他是一种将蒸汽的能量转变为机械功的旋转式的动力机械，汽轮机主要用于发电时使用的原动机，同时也可以作为风机与压缩机等。
汽轮机的调门卡涩问题，是一种极为常见的故障，但是造成的损害程度非常大。
汽轮机的转速与负荷调节都是依靠通过改变汽门的开关来进行控制的，如果汽轮机发生故障将会自动关闭调节用的汽门并会使主汽门自动关闭，造成停机。
因此，如果调门卡涩，将会导致汽轮机在工作过程中，转速不稳定，并且当某处发生故障时，汽轮机的汽门将无法正常关闭，所以，这就会造成汽轮机的故障严重时会引发重大事故。
因此对汽轮机的调门卡涩问题进行分析与解决对汽轮机的发展与进步具有重要意义。
一、案例分析1.1案例一在2015年5月16日，某型号汽轮机在配合热力控制装置做一次调频技术的实验时，汽轮机发生调门卡涩故障，当时电子画面中显示“汽轮机阀门发生错误”预警报出故障，当时检验人员也报出热力控制装置与汽轮机的调门发生卡涩，然后通过专业的设备把相关部位逐渐放松后，汽轮机阀门恢复正常，故障被成功解决。
1.2案例二在2015年11月17日，对某汽轮机进行阀门实验，在实验过程中发现汽轮机的左右两侧阀门均被卡在某位置，然后进行调节，将阀门定值调高。
超超临界百万机组不稳定振动故障分析与处理
超超临界百万机组不稳定振动故障分析与处理何斌;袁永强;郭勇;张泽滨【摘要】某电厂百万机组在投运中出现不稳定的振动,高负荷下汽轮机高压轴振易突增.通过振动分析表明,汽流激振是引发不稳定振动的关键因素.依据现场收集的信息,确定了作用在汽缸上的管道力过大造成高压动静中心偏差严重,从而引起较大汽流激振力.通过对冷段管道优化、调整汽缸中心、提高轴承载荷等措施,机组的不稳定振动得到彻底解决.该事例对同类故障处理有很好的参考价值.【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】5页(P80-84)【关键词】不稳定振动;汽流激振;动静中心;管道力【作者】何斌;袁永强;郭勇;张泽滨【作者单位】东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000【正文语种】中文【中图分类】TK2680 引言某电厂百万机组系东方电气集团自主设计制造的新一代超超临界机组。
汽轮机型号N1050-28/600/620，超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、节流配汽、凝汽式机组。
机组在投运中高负荷下出现不稳定的振动，与负荷极为相关，分析表明主要与汽流激振有关。
许多文献对于汽流激振问题进行了研究，汽流激振力主要来自叶顶间隙激振力、汽封汽流激振力、作用在转子上的不对称蒸汽力[1-4]，解决措施依具体机组的情况而异。
依据运行中相关检查数据，确定了作用在高压缸上的管道力过大造成动静中心严重偏差，机组动、静间中心跑偏是造成汽流激振的重要原因。
通过调整处理后机组的不稳定振动得到彻底解决。
1 机组结构汽轮机包括高压缸、中压缸、两个低压缸。
高压缸内缸采用筒形缸结构，高压主汽调节阀布置在机头侧，中压联合汽阀布置在中压缸中部两侧，均采用浮动支承，机组整体布置见图1。
轴系由高压转子、中压转子、低压转子A、低压转子B、电机转子组成。
百万千瓦超超临界汽轮机阀壳管件焊接技术的研究及应用
百万千瓦超超临界汽轮机阀壳管件焊接技术的研究及应用陈得润;马进【摘要】Study has been done, for instance, on castings of valve casing pipe ifttings for a million kilowatts ultra supercritical steam turbine researched and developed at home.With analysis of material weldability, groove design and welding method test, the quality of pipes welding and castings has been both properly controlled to meet the technical requirements with acceptance check.%以百万千瓦超超临界汽轮机阀壳管件铸件为例，通过材料的焊接性分析、坡口的设计及焊接方法、工艺试验等，很好地控制了管件焊接质量，满足了管件焊接技术要求，铸件质量得到有效控制，顺利通过技术验收。
【期刊名称】《中国铸造装备与技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P15-17)【关键词】超超临界汽轮机;阀壳;管件焊接;焊补返修【作者】陈得润;马进【作者单位】宁夏共享铸钢有限公司，宁夏银川750021;宁夏共享铸钢有限公司，宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】TG441随着汽轮机技术的发展，大功率火电、核电机组逐渐成为主流，而大功率火电机组又逐步向超临界、超超临界发展，这也给汽轮机铸件提出更高的要求［1］。
要实现更高要求的超临界、超超临界的自主化生产就必须克服内部核心部件主汽阀壳体、调节阀壳体和联合汽阀壳体等一系列产品铸造与组焊等关键技术。
该类铸件材质采用目前汽轮机阀体件较为广泛应用的ZG1Cr10Mo1NiWVNbN高合金钢材料，属于超低碳复相马氏体钢，金相组织主要为马氏体及少量的铁素体［2］，该材料焊接裂纹倾向极其严重。
百万千瓦等级高效超临界技术研究介绍[1]
![百万千瓦等级高效超临界技术研究介绍[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8565065e77232f60ddcca119.png)
哈锅百万千瓦等级高效超临界锅炉技术介绍哈尔滨锅炉厂有限责任公司二○○二年九月一、概述改革开放以来，我国的电力工业取得了突飞猛进的发展，到上世纪末，火力发电设备的装机容量已达到3亿千瓦。
我国煤炭储量十分丰富，年产量达10亿吨，居世界第一位。
但我国人口众多，人均拥有的储煤量和产量在世界上仅属中等水平。
我国煤炭多分布在中西部地区，而用电负荷多集中在东部沿海地区，发电用煤的长距离运输已成为铁路部门的沉重负担。
此外我国的火力发电平均煤耗与世界先进水平相差约80克/度，一次能源浪费十分惊人。
节约能源是我国的一项紧迫任务，提高发电机组的热效率已是刻不容缓。
众所周知，提高蒸汽初参数是提高机组热效率的主要途径。
据分析，将蒸汽参数从16.7MPa，538℃/538℃提高到24.2MPa，538℃/538℃，汽轮机热耗可降低约1.8%，如将初压提高到31.1MPa，热耗可再下降1%。
提高主汽温度对提高机组热效率的效果更明显，当主汽压力为24.2MPa时，主汽温度由538℃提高到566℃，热耗可下降0.9%，再热汽温由538℃提高到566℃，热耗可下降0.8%。
从而降低电厂运行成本，这将有利于缩短投资回收年限，并减少对环境污染，超临界机组的市场前景看好。
此外，“六五”期间我国引进了300MW、600MW亚临界参数，控制循环机组的设计制造技术，使我国的超临界锅炉开发有了一个较高的起点。
由亚临界参数向超临界参数过渡是火力发电技术发展的必然趋势。
上海石洞口二厂(2×600MW)，华能南京和营口(2×300MW)，盘山和伊敏(2×500MW)，绥中（2×800MW)，后石（2×500MW)等超临界电站的相继建成，并取得良好的运行业绩，为超临界电站的建设、运行和管理积累了经验。
我国大力推广和应用超临界技术的条件已经成熟。
我国超临界机组的研究开发起步较晚，70年代哈锅设计制造了一台12t/h、24.6MPa/570℃的超临界试验直流锅炉，并投入运行，并完成了一系列试验。
超临界及超超临界汽轮机蒸汽激振和轴系稳定性分析
2 0 0 9年第6期1汽轮机蒸汽激振随着汽轮机蒸汽参数的提高，高压缸进汽密度大、流速高，级间压差大，蒸汽作用在高压转子上的激振力增加。
这将使得轴系稳定性降低，严重时会诱发高压转子失稳，产生很大的低频振动。
由于蒸汽激振力与机组的出力近似地成正比，因此蒸汽激振引起的不稳定振动就成为限制超临界及超超临界压力机组出力的重要因素。
1.1蒸汽激振机理汽轮机蒸汽激振力通常来自3个方面[1~2]：（1）叶顶间隙激振力当汽轮机叶轮在偏心位置时，由于叶顶间隙沿圆周方向不同，蒸汽在不同间隙位置处的泄漏量不均匀，使得作用在各个位置叶轮的圆周切向力不同，就会产生作用于叶轮中心的横向力，称为间隙激振力。
该横向力垂直于叶轮中心偏移方向，是使转子产生自激振动的重要诱因。
在一个振动周期内，当系统阻尼消耗的能量小于横向力所作的功，这种振动就会被激发起来。
叶顶间隙激振力大小与叶轮的级功率成正比，与动叶的平均节径、高度和工作转速成反比，因而间隙激振容易发生在汽机大功率区段及叶轮直径较小和短叶片的转子上，即大型汽轮机的高压转子上。
对于带有围带汽封的动叶，通过围带汽封蒸汽的不均匀流动会形成不对称的压力分布，产生附加的蒸汽激振力，此时总的蒸汽激振力要大于上述的间隙激振力；特别是对于反动度较小的汽轮机，二者的差异更大。
该附加力的大小与围带汽封的径向间隙成反比，与叶轮前后压差、围带宽度、围带半径成正比，而叶轮轴向间隙的减小在一定程度上可降超临界及超超临界汽轮机蒸汽激振和轴系稳定性分析王骏，高远（江苏方天电力技术有限公司，南京211102）摘要：分析了汽流激振的机理和振动特征，提出了对汽流激振应采取的对策，阐述了防止激振的设计准则和措施，介绍了国际各大制造厂对汽轮发电机组轴系稳定性的基本判定依据,并结合泰州1000MW机组工程设计阐述了防汽流激振及轴系失稳的措施。
关键词：汽轮发电机组；汽流激振；低频振动；振动稳定性；轴系稳定性Abstract：The mechanism and features of steam-excited vibration are analyzed in this paper.From adjusting the operation modes and improving the system damping etc．aspects，the inhibitionmeasures of steam-excited vibration are given out.The design criterions as well as preventing mea－sures of steam flow excited vibration are expounded.And the basic stability criterions of turbineshafting used by main manufacturers abroad are recommended.Solution of Taizhou Generation Co,Ltd1000MW generating set in design is described briefly．Key words：steam turbine unit；steam-excited vibration；low-frequency vibration；vibration sta－bility；stability of shafting中图分类号：TK26文献标志码：A文章编号：1001-5523（2009）06-0018-06研究与探讨18··2009年第6期低蒸汽激振的影响。
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化规律与马赫数的变化规律相似 , 在调节汽阀喉部 速度达到最大值 136. 03 m/ s( 该图未列出) . 而从图 3 可以看出压力的变化正好与速度和马赫数的变化 相反 . 在主调阀达到最大流量时, 阀前的压力没有超 过 27 MP a, 说 明主 调 阀能 满 足最 大 通流 能 力 的 要求 .
型以及上汽 - 西门子型 [ 1] , 这三家百万千瓦级超超临 界汽轮机的结构型式基本反映了当今世界上该容量 等级机组的主要结构型式. 针对调节汽阀内流动损失及其相关问题的研究 较多. Ar aki 等
[ 2]
时的动态特性曲线. 与已有文献相比 , 本文的研究主要有以下特点 : 阀门流场的几何与气动结构是完全三维的, 没有 进行简化, 因而计算结果是完全三维流动的真实体 现; 计算是基于完全非结构化网格完成的, 计算单 元是四面体 , 因而计算网格对流动物理域的拟合是 完全的, 并根据计算流场的变化梯度进行网格的自 适应调整, 在流场变化明显的区域加密网格, 使得计 算结果的准确度明显提高; 采用动网格和用户自 定义文件来模拟阀门阀碟的运动条件和进出口压力 边界条件, 计算阀门快速关闭时的非稳态流场 , 并给 出调节汽阀的动态曲线.
Numerical Simulation on Unsteady Flow Field in the Main Stop and Control Valve System of a 1 000 MW Ultra - supercritical Steam Turbine
ZH U Qi , G U Chuan - gang , DA I Ren ( 1. Schoo l of M echanical Eng ineering, Shang hai Jiao to ng U niversit y, Shang hai 200240, China; 2. Schoo l o f Energy and Pow er Engineering, U niversity of Shang hai for Science and T echnoloyg , Shang hai 200093, China) Abstract: T he steady and unsteady full 3 - D st eam f low fields in t he m ain sto p and co nt ro l valve syst em of a 1 000 MW ult ra - super crit ical st eam t urbine w ere simulat ed and analy zed by using CF D numerical met hod and comm ercial f luent sof tw are. Result s sho w t hat under st able wo rking condit ions w it h valves in f ully open po sit io n, t he t ot al pr essure loss of t he w hole valve syst em acco unt s f or abo ut 1. 23% of t he to tal inlet pressure, in w hich 57. 52% loss com es f rom t he contr ol v alv e. F or st op and co nt ro l valves of t he quick o pening t ype, t heir flow rat es are basically unadjust able w hen co rresponding r elat ive lif t s get m ore t han 30% . T he unst eady st eam f low fields o f t he contr ol valve f ast sw itched fro m f ully open t o clo se posit io n w ere calculat ed and analy zed using Fluent dynam ic mesh, during w hich dy namic curves o f t he valve lift , mass flow rat e and dow nst ream pr essure vary ing w it h clo sing t ime presented. Key words: ult ra - supercrit ical st eam turbine; main st op valve; co nt ro l valve; dynamic m esh; unst eady f low ; fast clo sing
学科分类号 : 470. 30
超超临界百万千瓦汽轮机主调阀流场非稳态数值研究
朱 奇1, 2 , 谷传纲1 , 戴 韧2
( 1. 上海交通大学 机械与动力工程学院, 上海 200030; 2. 上海理工大学 能源与动力工程学院 , 上海 200093) 摘 要: 采用计算流体力学商用 Fluent 软件, 对某百万千瓦超超临界汽轮机主调阀系统 ( 主汽阀
和调节汽阀组成的进汽系统 ) 正常运行时的蒸汽稳态流场和快速关闭时的非稳态流场进行了全三 维数值计算及分 析. 结 果表明 : 稳定工 作状态下 , 阀门全 开时的 阀组总压 损失 约为进 口总压 的 1. 23% , 其中调节汽阀损失占总损失的 57. 52% ; 主汽阀 、 调节汽阀都为快开特性的阀 , 它们的相对 升程大于 30% 时流量基本不可调. 采用 F luent 中的动网格技术, 计算分析了调节汽阀从全开到快 速关闭的非稳态过程中蒸汽的流动特性, 并给出了调节汽阀快速关闭时的行程、 流量及阀后压力与 关闭时间的动态曲线. 关键词: 超临界汽轮机; 主汽阀; 调节汽阀 ; 动网格; 非定常流动; 快速关闭
作者简介 : 朱奇 ( 1964 -) , 女 , 湖南醴陵人 , 高级工程师 , 硕士研究生 , 主要从事汽轮机通流部分设计及热力系统性能分析方面的工作 . 电话 ( Tel. ) : 13621749864; E -m ail: z huqi588@ t om. com.
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动
力
工
程
学
报
第 30 卷
对文丘里式的汽轮机主 汽阀的流
[ 3]
动诱导振动进行了分析 ; GE 对汽轮机阀门内的流 动与振动进行了探讨; Elliot t e 公司与 DOW 公司[ 4] 对汽轮机汽阀振动的原因进行了研究 , 结果表明 : 阀 杆 的 振 动 完 全 是 由 于流 动 的 不 稳 定 性 造 成 的; Zhang 应用二维模型, 对文丘里阀门的 流动与振 动的流固耦合问题进行了深入的研究 ; 张大霖等[ 6] 对前苏联 200 M W 汽轮机 高压调节阀振动的原因 进行了分析, 并提出了改进措施; 屠珊 以汽轮机常 用的 GX - 1 型调节阀为研究对象 , 通过在阀座喉部、 阀座渐扩段等阀体内各关键部位设置测点 , 利用微 小型高频动态压力传感器及其采集系统进行多工况 和多方位的试验研究 , 并结合数值模拟深入分析了 调节阀内复杂的流动特性; 徐克鹏 [ 8] 采用模型实验 和数值模拟手段对某 600 MW 汽轮机高压主汽调 节阀的气动 性能和 振动 性能 进行了 研究 ; 王 炜哲 等[ 9] 对某百万千瓦超超临界汽轮机主调阀全开情况 下的阀内流动和噪声进行了研究. 根据上述文献研 究 , 可以总结出以下几点: 对阀门内部流动的研究 大多数( 除文献[ 9] 外) 局限在轴对称流动的假设条 件下, 而实际流动为几何上是镜面对称 , 而流动是三 维非对称的; 普遍基于结构化网格的计算方法 , 由 于计算能力的限制 , 网格数量有限, 因而对阀门内的 局部细微流动结构缺乏细致分析; 研究基本上是 针对定常流动 . 本文研究的主调阀为上汽 - 西门子型的主调阀, 该机组的主调阀系统由 2 组阀组系统构成 , 其中每 一阀组系统包含 1 个主汽阀和 1 个调节汽阀 . 机组 在最大连续出力 ( T M CR) 工况下, 阀组的进汽压力 为 27 M Pa, 温度为 600 . 机组在 40% 负荷以上采 用两阀全开滑压 运行方式; 在超负荷 ( 即 负荷大于 T MCR 工况负荷 1 060 M W) 运行时, 采用开启旁通 配汽阀、 定压 27 M Pa 运行的方式 ; 在小于 40% 负荷 时 , 采用 10 M Pa 压力定压运行方式. 虽然 40% 负荷 以上为两阀全开滑压运行方式, 但为了后续研究阀 门在快速关闭时阀组的流场特性, 笔者分别对主汽 阀、 调节汽阀全行程的蒸汽稳定流动的流阻特性进 行了计算 , 即主汽阀、 调节汽阀全开时、 不同开度定 常流动下总压损失的研究 , 为阀组非定常流动研究 提供分析的基础; 然后对阀门快速关闭时的非稳态 流场进行了数值模拟及分析, 并给出阀门快速关闭
1, 2 1 2
由于汽轮机进汽参数、 容量、 负荷的性质以及制 造厂家的不同 , 汽轮机的主调阀配置、 调节方式及结
收稿日期 : 2010 -04 -28 修订日期: 2010 -05 - 07
构型式也不同. 目前 , 我国百万千瓦级超超临界汽轮 机技术的来源主要有三家: 东汽 - 日立型、 哈汽 - 模型
该机组的主汽阀和调节汽阀均为套筒式阀芯结
构. 首先分析主调阀的结构特点, 忽略对蒸汽流动影 响比较小的复杂结构, 抽象出影响蒸汽流动的主要 区域 , 应用 U G 软件建立主调阀流动区域的全三维 实体几何模型, 然后应 用 Gambit 软件对蒸汽流 道 进行非结构化网格划分, 网格类型为四面体混合型 网格 T et / H ybrid T g rid, 网格总数达 153 万. 采用计 算流体力学软件 F luent 计算全三维瞬态的 N- S 方 程, 湍流模型为 Realizable k - 模型, 采用标准 壁面 函数以及基于压力的隐式求解器 , 计算收敛标准为 最大残差小于 10- 5 . 阀门全开时的进口参数如下 : 压力为 27 M Pa, 温度为 600 , 蒸汽流量为 410 kg/ s. 蒸汽工质为理想的过热蒸汽. 图 1 为主调阀系统的几何模型 . 图 2 为主调阀 系统的计算网格和坐标系设置示意图.