汽輪機課程設計300mw

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㈡ 300MW汽輪機運行特性分析畢業論文！！

一、項目提出的背景
1．1 汽輪機'>300MW汽輪機電液控制系統
洛陽首陽山電廠二期汽輪機'>300MW汽輪機為日立公司TCDF-33．5亞臨界壓力、中間再熱、雙缸雙排汽、沖動、凝汽式汽輪機，於1995年12月和1996年3月投產。汽輪機調節系統為數字電液調節(D—EHG)，採用低壓汽輪機油電液調節。執行機構的設置為1個高壓油動機帶動4個高壓調速汽門，2個中壓油動機帶動2個中壓調速汽門。每個油動機由一個電液伺服閥控制，1台汽輪機的3個油動機(CV、左右側ICV)的電液伺服閥均為日本製造的Abex415型電液伺服閥。控制油和潤滑油均採用同一油源即主油箱內的N32號防銹汽輪機油，在控制油路上安裝一精密濾網(精度為51μm)。
1．2 存在問題
首陽LU電廠3、4號機組從1995年試運開始，機組啟動沖轉過程中經常出現油動機突然不動的現象，經檢查控制系統正常，信號傳輸正常，均為伺服閥故障所致，伺服閥更換後調節系統恢復正常。機組在帶負荷穩定運行和中壓調節門活動試驗日寸，也出現油動機不動的情況及油動機全開或全關的現象，
檢查均為伺服閥故障。
伺服閥出現故障必須進行更換，而這種調節系統設計形式伺服閥無法隔離，只能被迫停機更換。首陽山電廠3、4號機組由於伺服閥原因造成的停機：2000年分別為8次、5次，2001年分別為1次、2次；截止到2002年6月僅3號機組由於伺服閥原因造成的停機就達4次。對拆下來的故障伺服閥進行檢查，發現其內部濾芯堵塞、噴嘴堵塞、滑閥卡澀。伺服閥內部濾芯堵塞引起伺服閥前置級控制壓力過低，不能控制伺眼閥的第2級滑閥運動，致使油動機拒動(對控制信號不響應)；噴嘴堵塞油動機關閉；伺服閥卡澀，使油動機保持在全開或全關位置。油質污染是造成上述故障的主要原因，油質污染造成伺閥卡澀的故障占伺服閥故障的85％[1]。
1．3 油質狀況及防止伺服閥卡澀的措施
由於3、4號機組試運時就經常發生伺服閥卡澀，移交生產後首陽山電廠對油質就非常重視，1996年成立了濾油班加強濾油管理，提高油質清潔度。伺服閥卡澀頻率比試運時降低了許多，但次數還比較多。
日立《汽輪機維護手冊》標明，伺服閥可在等於或低於NASl638第7級污染程度的油質中良好工作。二期油系統管路設計為套管形式，濾網後向伺服閥供油的控制油管位於潤滑油回油管中無法取樣監測，只能監視潤滑油的清潔度。根據舊的《電廠用運行中汽輪機油質量標准》[2]中對油中機械雜質的要求是外觀目視無雜質，1996年至今，每周化驗3、4號機潤滑油，油樣透明、無雜質(有一段時間含少量水分，極少檢查有雜質)。新的《電廠用運行中汽輪機油質量標准》[3]除要求外觀目視油中無機械雜質外，對油質提出了更高要求：250MW及以上機組要求測試顆粒度，參考國外標准極限值NASl638規定8-9級或MOOG規定6級；有的汽輪機'>300MW汽輪機潤滑系統和調速系統共用一個油箱，也用礦物汽輪機油，此時油中顆粒度指標應按製造廠提供的指標，測試周期為每6個月1次。2001年對3、4號機組汽輪機油取樣講行顆粒度分析，運行油顆粒度均合格(見表1)。
伺服閥卡澀引起停機，對機組安全性影響非常大，且伺服閥卡澀引起機組非計劃停運影響電廠的經濟性。首陽山電廠採取了以下臨時措施：

(1)定期更換伺服閥，超過3個月後遇到機組停機進行更換；(2)定期切換控制油濾芯，並對其清洗；(3)濾油機連續運行時提高油質清潔度；(4)加強油質檢驗。
從運行看，因伺服閥卡澀引起停機次數有所減少。但尚無從根本上解決問題，為此經分析、研究提出一系列改造設想，如「採用獨立的控制油源」、「不停機更換伺服閥」等，但由於系統改造量大、改造費用高或技術上不可行而均放棄。經多方分析、調研，提出將伺服閥改型，選用抗污染性能較強的DDV閥的方案。
二、Abex415型電液伺服閥
2．1 工作原理
電液伺服閥是電液轉換元件，又是功率放大元件，它把微小的電氣信號轉換成大功率的液壓能輸出，控制調速汽門的閥位。它的性能優劣對電液調節系統影響很大，是電液調節系統的核心和關鍵。該伺服閥為射流管式力反饋二級電液伺服閥，為四通閥門，其作用是控制進出液壓系統的油量，使其與輸入的電信號成比例，主要由閥體、轉距電動機(線圈、電樞)、永久性磁鐵、第1級射流管、壓力反饋彈簧、第2級滑閥、「O」形環、外殼等組成(見圖1)。
其工作原理：少量液壓油從油源流經濾網，然後流經連接在力矩馬達轉子上的軟管，最後從噴油嘴流出。從噴嘴出來的油噴到2根集油管上，2根油管分別連於滑閥的兩端。無偏移時，每個集油管產生約二分之一的管道壓力，因而無差壓產生，所以滑閥平衡。電流流過力矩馬達時即產生一定力矩，使力矩馬達的轉子轉動一個小角度。若轉子為反時針轉動，則噴油管向右移動，引起更多的油噴到右邊的集油管上，即產生壓力，而左邊集油管產生較小的壓力。這樣滑閥上出現壓差，引起滑閥向左移動。滑閥一直向左移動直到回位彈簧產生的反力與力矩馬達產生的力相等為止。這時滑閥處於一新的平衡位置。第2級電流成正比。如電流極性相反，則滑閥移到另一側。
2．2 主要特點
(1)該閥為射流管式力反饋二級放大電液伺服閥；(2)低滯環，高解析度；(3)靈敏度高，線性好且控制精度高；(4)控制油採用潤滑油同一油源即主油箱內的N32號防銹汽輪機油，對油質要求高且抗污染能力差。

2．3 主要技術規范
伺服閥的型號、。

三、DDV伺服閥技術介紹
3.1 工作原理
DDV伺服閥由集成塊電子線路、直線馬達、閥芯、閥套等幾部分構成(見圖2)。其工作原理為：一個電指令信號施加到閥芯位置控制器集成塊上，電子線路在直線馬達產生一個脈寬調制(PWM)電流，震盪器使閥芯位置感測器(LVDT)勵磁。經解調後的閥芯位置信號和指令位置信號進行比較，閥芯位置控制器產生一個電流輸出給力矩馬達，力矩馬達驅動閥芯，一直使閥芯移動到指令位置。閥芯的位置與指令信號大小成正比。伺服閥的實際流量Q是閥芯位置與通過閥芯計量邊的壓力降的函數。
永磁直線馬達結構。其工作原理：直線馬達是一個永磁的差動馬達，永磁提供部分所需的磁力，直線馬達所需的電流明顯低於同量級的比例電磁線圈所需的電流。直線馬達具有中性的中位，因

為它一偏離中位就會產生力和行程，力和行程與電流成正比，，自線馬達在向外伸出的過程巾必須克服高剛度彈簧所產生的對中力與外部的附加力(即液動力及由污染引起的摩擦力)。在直線馬達返回中位時，對中彈簧力是和馬達產生的力同方向的，等於給閥芯提供了附加的驅動力，因此使DDV伺服閥對污染的敏感性大為降低。直線馬達藉助對，卜彈簧回中，不需外加電流。停電、電纜損壞或緊急停機情況下，伺服閥均能自行回中，無需外力推動。
3．2 主要特點
DDV閥是MOOG公司最新研製成功的新型電液伺服閥，目前已由MOOGGmbH(德國)公司進行批量生產。它是一種直接驅動式伺服閥，用集成電路實現閥芯位置的閉環控制。閥芯的驅動裝置是永磁直線力馬達，對中彈簧使閥芯保持在中位，直線力馬達克服彈簧的對中力使閥芯在2個方向都可偏離中位，平衡在一個新的位置，這樣就解決了比例電磁線圈只能在一個方向產：生力的不足之處。閥芯位置閉環控制電子線路與脈寬調制(PWM)驅動電子線路固化為一塊集成塊，用特殊的連接技術固定在伺服閥內，因此該伺服閥無需配套電子裝置就能對其進行控制。
DDV閥與「射流管式伺服閥」(或「雙噴嘴力反饋兩級伺服閥」)相比，其最大特點是：(1)無液壓前置級；(2)用大功率的直線力馬達替代丁小功率的力矩馬達；(3)用先進的集成塊與微型位置感測器替代了工藝復雜的機械反饋裝置一力反饋桿與彈簧管；(4)低的滯環，高的解析度；(5)保持了帶前置級的兩級伺服閥的基本性能與技術指標；(6)對控制油質抗污染能力大大提高；(7)降低運行維護成本。
3．3 主要技術參數
DDV伺服閥的型號、參數

四、技術改造方案及設備安裝調試
通過技術改造實現的目標：(1)徹底解決伺服閥卡澀；(2)不改變調節系統的調節特性；(3)具有
高的可靠性、安全性；(4)改造量小。
改造方案：(1)將汽輪機的CV、左右側ICV伺服閥均改為DDV型伺服閥。(2)機械方面：因2種伺服閥形狀、開孔尺寸及安裝尺寸不同，在伺服閥與執行器間加裝連接用的油路集成塊，並在集成塊上安裝進油濾網。(3)熱工方面：安裝電源及信號轉換箱，接受HITASS的D-EHG控制信號(±8mA)和2路220V交流電源(一路UPS，一路保安段)，將控制信號(±8mA)變為電壓信號(±10V)作為DDV的控制信號，交流220V轉換為直流24V作為DDV的電源。
通過靜止試驗表明，調節系統靜態特性達到與改型前試驗數值基本一致，表明伺服閥改為DDV閥後，整個控制系統調節方法、調節性能無變化。改型前後靜態試驗數據

為檢驗伺服閥改為DDV閥後是否安全，能否保證失電狀況下執行器關閉，進行了失電試驗：加一開啟信號，執行器開啟；就地拔去信號接頭，執行器自行關閉。
五、運行實踐及經濟分析
4號機組自2001年9月運行至今，機組啟停多次，調節系統可靠穩定，沒有發生一次因伺服閥卡澀而造成機組的非計劃停運。
技術改造後對機組安全、經濟方面的影響。安全性：避免了伺服閥卡澀，極大地提高了機組的安全性、可靠性且機組非計劃停運次數大大減少；經濟性：技術改造除增加發電量外，每年約可節約費用74萬元。技術改造費為每台機20萬元，2台機組共40萬元。1台機組1年就可收回2台機組的全部投資，經濟效益顯著。
六、結 論
實際運行情況表明：該項技術改造在於汽輪機電液控制系統與潤滑油系統同用一個油源，提高了適用性及抗污染能力，解決了電液伺服閥卡澀問題，大大減少了機組非計劃停運次數，有明顯的經濟效益。可在同類日立00MW汽輪機的電液控制系統推廣、實施。
目前國內機組電液控制系統工作液採用磷酸酯抗燃油的較多，而磷酸酯抗燃油與透平油相比理化性能要求嚴格、價格昂貴且維護復雜，尤其是磷酸酯抗燃油廢液目前不能處理，其污染等同核污染，對人體健康有一定的危害。考慮到這些因素，機組電液控制系統工作液由抗燃油向汽輪機油系統發展是大趨勢。
雖然DDV閥對油質污染的敏感性大為降低，但油質清潔度下降，會降低伺服閥計量邊使用壽命，所以加強油質化學監督一點也不能放鬆。同時建議機組進行一次甩負荷試驗，以進一步檢驗DDV閥的甩負荷特性。

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㈤ 上海汽輪機廠300MW高壓缸結合面自由狀態下垂弧1mm，冷緊螺栓後0.05不入可以嗎

是汽輪機的復一個組成部分，有單流和制雙流兩種，就像汽輪機一樣，在國外汽輪機被稱為蒸汽渦輪發動機。
高壓缸有的缸體採用防腐蝕的中碳鋼材料，法蘭帶外螺紋固定有單，雙臂。缸徑從25-40不等；分單動式和往復式；轉角從0-180度。

㈥ 汽輪機課程設計總結

汽輪機
將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械。又稱蒸汽透平。主要用作發電用的原動機，也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要 。

汽輪機是將蒸汽的能量轉換為機械功的旋轉式動力機械，是蒸汽動力裝置的主要設備之一。汽輪機是一種透平機械，又稱蒸汽透平。

公元一世紀時，亞歷山大的希羅記述了利用蒸汽反作用力而旋轉的汽轉球，又稱為風神輪，這是最早的反動式汽輪機的雛形；1629年義大利的布蘭卡提出由一股蒸汽沖擊葉片而旋轉的轉輪。

19世紀末，瑞典拉瓦爾和英國帕森斯分別創制了實用的汽輪機。拉瓦爾於1882年製成了第一台5馬力(3.67千瓦)的單級沖動式汽輪機，並解決了有關的噴嘴設計和強度設計問題。單級沖動式汽輪機功率很小，現在已很少採用。

20世紀初，法國拉托和瑞士佐萊分別製造了多級沖動式汽輪機。多級結構為增大汽輪機功率開拓了道路，已被廣泛採用，機組功率不斷增大。帕森斯在1884年取得英國專利，製成了第一台10馬力的多級反動式汽輪機，這台汽輪機的功率和效率在當時都佔領先地位。

20世紀初，美國的柯蒂斯製成多個速度級的汽輪機，每個速度級一般有兩列動葉，在第一列動葉後在汽缸上裝有導向葉片，將汽流導向第二列動葉。現在速度級的汽輪機只用於小型的汽輪機上，主要驅動泵、鼓風機等，也常用作中小型多級汽輪機的第一級。

與往復式蒸汽機相比，汽輪機中的蒸汽流動是連續的、高速的，單位面積中能通過的流量大，因而能發出較大的功率。大功率汽輪機可以採用較高的蒸汽壓力和溫度，故熱效率較高。19世紀以來，汽輪機的發展就是在不斷提高安全可靠性、耐用性和保證運行方便的基礎上，增大單機功率和提高裝置的熱經濟性。

汽輪機的出現推動了電力工業的發展，到20世紀初，電站汽輪機單機功率已達10兆瓦。隨著電力應用的日益廣泛，美國紐約等大城市的電站尖峰負荷在20年代已接近1000兆瓦，如果單機功率只有10兆瓦，則需要裝機近百台，因此20年代時單機功率就已增大到60兆瓦，30年代初又出現了165兆瓦和208兆瓦的汽輪機。

此後的經濟衰退和第二次世界大戰期間爆發，使汽輪機單機功率的增大處於停頓狀態。50年代，隨著戰後經濟發展，電力需求突飛猛進，單機功率又開始不斷增大，陸續出現了325～600兆瓦的大型汽輪機；60年代製成了1000兆瓦汽輪機；70年代，製成了1300兆瓦汽輪機。現在許多國家常用的單機功率為300～600兆瓦。

汽輪機在社會經濟的各部門中都有廣泛的應用。汽輪機種類很多，並有不同的分類方法。按結構分，有單級汽輪機和多級汽輪機；各級裝在一個汽缸內的單缸汽輪機，和各級分裝在幾個汽缸內的多缸汽輪機；各級裝在一根軸上的單軸汽輪機，和各級裝在兩根平行軸上的雙軸汽輪機等。

按工作原理分，有蒸汽主要在各級噴嘴(或靜葉)中膨脹的沖動式汽輪機；蒸汽在靜葉和動葉中都膨脹的反動式汽輪機；以及蒸汽在噴嘴中膨脹後的動能在幾列動葉上加以利用的速度級汽輪機。

按熱力特性分，有為凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式和飽和蒸汽汽輪機等類型。凝汽式汽輪機排出的蒸汽流入凝汽器，排汽壓力低於大氣壓力，因此具有良好的熱力性能，是最為常用的一種汽輪機；供熱式汽輪機既提供動力驅動發電機或其他機械，又提供生產或生活用熱，具有較高的熱能利用率；背壓式汽輪機的排汽壓力大於大氣壓力的汽輪機；抽汽式汽輪機是能從中間級抽出蒸汽供熱的汽輪機；飽和蒸汽輪機是以飽和狀態的蒸汽作為新蒸汽的汽輪機。

汽輪機的蒸汽從進口膨脹到出口，單位質量蒸汽的容積增大幾百倍，甚至上千倍，因此各級葉片高度必須逐級加長。大功率凝汽式汽輪機所需的排汽面積很大，末級葉片須做得很長。

汽輪機裝置的熱經濟性用汽輪機熱耗率或熱效率表示。汽輪機熱耗率是每輸出單位機械功所消耗的蒸汽熱量，熱效率是輸出機械功與所耗蒸汽熱量之比。對於整個電站，還需考慮鍋爐效率和廠內用電。因此，電站熱耗率比單獨汽輪機的熱耗率高，電站熱效率比單獨汽輪機的熱效率低。

一座汽輪發電機總功率為1000兆瓦的電站，每年約需耗用標准煤230萬噸。如果熱效率絕對值能提高1%，每年可節約標准煤 6萬噸。因此，汽輪機裝置的熱效率一直受到重視。為了提高汽輪機熱效率，除了不斷改進汽輪機本身的效率，包括改進各級葉片的葉型設計(以減少流動損失)和降低閥門及進排汽管損失以外，還可從熱力學觀點出發採取措施。

根據熱力學原理，新蒸汽參數越高，熱力循環的熱效率也越高。早期汽輪機所用新蒸汽壓力和溫度都較低，熱效率低於20％。隨著單機功率的提高，30年代初新蒸汽壓力已提高到3～4兆帕，溫度為400～450℃。隨著高溫材料的不斷改進，蒸汽溫度逐步提高到535℃，壓力也提高到6～12.5兆帕，個別的已達16兆帕，熱效率達30％以上。50年代初，已有採用新蒸汽溫度為600℃的汽輪機。以後又有新蒸汽溫度為650℃的汽輪機。

現代大型汽輪機通常採用新汽壓力24兆帕，新汽溫度和再熱溫度為535～565℃的超臨界參數,或新汽壓力為16.5兆帕、新汽溫度和再熱溫度為535℃的亞臨界參數。使用這些汽輪機的電站熱效率約為40％。

另外，汽輪機的排汽壓力越低，蒸汽循環的熱效率就越高。不過排汽壓力主要取決於冷卻水的溫度，如果採用過低的排汽壓力，就需要增大冷卻水流量或增大凝汽器冷卻面積，同時末級葉片也較長。凝汽式汽輪機常用的排汽壓力為0.005～0.008兆帕。船用汽輪機組為了減輕重量，減小尺寸,常用0.006～0.01兆帕的排汽壓力。

此外，提高汽輪機熱效率的措施還有，採用回熱循環、採用再熱循環、採用供熱式汽輪機等。提高汽輪機的熱效率，對節約能源有著重大的意義。

大型汽輪機組的研製是汽輪機未來發展的一個重要方向，這其中研製更長的末級葉片，是進一步發展大型汽輪機的一個關鍵；研究提高熱效率是汽輪機發展的另一方向，採用更高蒸汽參數和二次再熱，研製調峰機組，推廣供熱汽輪機的應用則是這方面發展的重要趨勢。

現代核電站汽輪機的數量正在快速增加，因此研究適用於不同反應堆型的、性能良好的汽輪機具有特別重要的意義。

全世界利用地熱的汽輪機的裝機容量，1983年已有3190兆瓦，不過對熔岩等深層更高溫度地熱資源的利用尚待探索；利用太陽能的汽輪機電站已在建造，海洋溫差發電也在研究之中。所有這些新能源方面的汽輪機尚待繼續進行試驗研究。

另外，在汽輪機設計、製造和運行過程中，採用新的理論和技術，以改善汽輪機的性能，也是未來汽輪機研究的一個重要內容。例如：氣體動力學方面的三維流動理論，濕蒸汽雙相流動理論；強度方面的有限元法和斷裂力學分析；振動方面的快速傅里葉轉換、模態分析和激光技術；設計、製造工藝、試驗測量和運行監測等方面的電子計算機技術；壽命監控方面的超聲檢查和耗損計算。此外，還將研製氟利昂等新工質的應用，以及新結構、新工藝和新材料等。 文秘雜燴網 http://www.rrrwm.com

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㈧ 300MW亞臨界反動式汽輪機末級長葉片設計，如何選擇葉型。

彎扭葉片：截面型心的連線連續發生扭轉，可很好的減小長葉片的葉型損失，具有良好的波動特性及強度，但製造工藝復雜，主要用於長葉片。