基于有限差分法的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命損耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、由于火電機(jī)組的頻繁啟停和變負(fù)荷運(yùn)行，加速了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等關(guān)鍵部位金屬的低周疲勞損耗，嚴(yán)重危害了機(jī)組的正常運(yùn)行。因此對(duì)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的低周疲勞損耗情況，對(duì)保障機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行有良好的指導(dǎo)作用。
　　 本文針對(duì)轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)的求解問(wèn)題，對(duì)解析法、有限元法及有限差分法進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)利用有限差分法建立的數(shù)學(xué)模型，不但具有較高的計(jì)算精度，而且計(jì)算速度快，能夠充分滿足監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要。通過(guò)利用LabVI

2、EW圖形化編程系統(tǒng)開發(fā)了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子低周疲勞損耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)仿真試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、精確性高、操作方便、顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行具有良好的指導(dǎo)作用。具體工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 1、利用ALGOR有限元軟件對(duì)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行瞬態(tài)熱分析，確定系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)部位。
　　 2、針對(duì)機(jī)組不同啟停方式，采用有限差分法對(duì)監(jiān)測(cè)部位截面上危險(xiǎn)點(diǎn)的溫度和熱應(yīng)力變化情況進(jìn)行計(jì)算，并

3、根據(jù)轉(zhuǎn)子線性累積損傷法則得出轉(zhuǎn)子的低周疲勞損耗。通過(guò)將計(jì)算結(jié)果與有限元軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的計(jì)算精度。
　　 3、根據(jù)虛擬儀器技術(shù)利用LabVIEW開發(fā)平臺(tái)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各功能模塊進(jìn)行編制，重點(diǎn)開發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)分析模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和客戶端模塊。
　　 4、利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)某電廠300MW機(jī)組進(jìn)行冷態(tài)啟動(dòng)仿真試驗(yàn)，重點(diǎn)分析監(jiān)測(cè)截面上特征點(diǎn)的溫度、熱應(yīng)力及低周疲勞損耗的變化情況，驗(yàn)證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)