汽輪機(jī)葉片動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集及分析的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、華北電力大學(xué)（保定）碩士學(xué)位論文汽輪機(jī)葉片動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集及分析的實(shí)驗(yàn)研究姓名：武俊平申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：熱能工程指導(dǎo)教師：丁常富20031226華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章前言1.1汽輪機(jī)葉片振動(dòng)研究的背景和意義汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組為人類提供了80%左右的電能[1]隨著汽輪發(fā)電機(jī)組容量的迅速增加汽輪機(jī)需要在高參數(shù)大容量下運(yùn)行同時(shí)一些發(fā)電機(jī)組還要適應(yīng)用戶對用電和用熱的特殊要求汽輪機(jī)的末幾級葉片經(jīng)常會(huì)在復(fù)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(shí)有發(fā)生統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明在汽輪機(jī)發(fā)生的事故中由于葉片失效而導(dǎo)致的事故約占40左右[2]這不僅影響汽輪機(jī)的正常工作而且造成巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失根據(jù)美國電力研究協(xié)會(huì)EPRI的統(tǒng)計(jì)報(bào)道19771981年間美國由于葉片失效而導(dǎo)致的電廠停機(jī)所造成的直接經(jīng)濟(jì)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(jī)組的33次葉片事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析[3]平均每次葉片事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)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(shè)計(jì)工況附近外還會(huì)在非設(shè)計(jì)工況下工作如啟動(dòng)空負(fù)荷變負(fù)荷停機(jī)超速試驗(yàn)低負(fù)荷高背壓等在各種運(yùn)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(jī)制造廠家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對其制造的機(jī)組規(guī)定了允許的啟動(dòng)停機(jī)次數(shù)低周波運(yùn)行時(shí)間最小負(fù)荷和最高運(yùn)行背壓等限制但是在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)有很多意想不到

4、的情況出現(xiàn)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確判斷葉片的實(shí)際狀態(tài)這就需要在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中監(jiān)測葉片運(yùn)行情況為了保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行目前采用的方法是定期維修法即所謂的預(yù)防維修由于在實(shí)際運(yùn)行中影響葉片安全性的因素很多如機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)運(yùn)行方式電網(wǎng)周波蒸汽品質(zhì)等有些因素?zé)o法量化計(jì)算葉片的準(zhǔn)確狀況難以估計(jì)難以做到維修的合理要么維修過剩造成浪費(fèi)要么維修不足事故隱患難以解決可能造成較大的經(jīng)濟(jì)損失隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步機(jī)組運(yùn)行水平也不斷提高機(jī)組設(shè)備的狀態(tài)維修因此提到了議

5、事日程上來其中汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)部件的振動(dòng)進(jìn)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(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)在線監(jiān)測的技術(shù)方法裝置已經(jīng)比較成熟但對葉片振動(dòng)在線監(jiān)測還沒有一個(gè)行之有效的方法隨著汽輪機(jī)功率的增加機(jī)組處于變工況運(yùn)行的時(shí)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(shù)的研究也就越來越迫切隨著數(shù)學(xué)電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)信息處理技術(shù)的進(jìn)步測試儀器的發(fā)展對葉片