第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2汽轮机的基本工作原理 1
1.3汽轮机的调速系统及阀门管理 3
1.3.1调速系统的基本工作原理 3
1.3.2阀门管理的基本功能及典型结构 5
1.3.3汽轮机基本配汽方式 11
1.3.4喷嘴配汽的热力特点 14
1.4汽轮机阀门管理优化的研究现状 15
1.4.1大型汽轮发电机组局部进汽极限工况安全性的研究现状 16
1.4.2阀门进汽管理技术的发展趋势 21
1.4.3汽轮机灵活运行面临的配汽问题 22
1.5本章小结 23
参考文献 23
第2章 喷嘴配汽变工况计算理论 28
2.1引言 28
2.2喷嘴配汽的变工况计算要点分析 28
2.3调节阀的流量特性计算 29
2.3.1调节阀门流量计算 29
2.3.2调节阀组的升程流量特性 31
2.4调节级一股汽流计算 32
2.4.1调节级流量计算 32
2.4.2调节级热力计算 33
2.4.3调节级一股汽流计算的计算机实现 40
2.5调节级各股汽流合算 43
2.5.1流量计算 43
2.5.2热力计算 44
2.5.3汽流力计算 48
2.6调节级后压力的确定 49
2.7喷嘴配汽变工况计算的计算机实现 49
2.8本章小结 52
参考文献 52
第3章 配汽不平衡汽流力对轴系的影响机理及解决方法 53
3.1引言 53
3.2转子-轴承系统的动力学建模与分析 54
3.2.1某型200M W机组高压转子-轴承系统非线性动力学建模 54
3.2.2转子-轴承系统动力响应的数值分析方法 55
3.2.3基于变分法的有限长椭圆瓦轴承油膜力模型 57
3.3配汽不平衡汽流力对轴系的影响 58
3.3.1水平汽流力对轴心位置的影响 58
3.3.2垂直载荷对轴心偏移的影响 61
3.3.3主汽压和阀位对轴心位置的影响及降参运行 63
3.3.4轴心偏移对瓦振的影响 65
3.3.5轴心偏移对轴振的影响 66
3.3.6水平汽流力作用下轴承动态分析 71
3.3.7 剩余附加汽流力方向对轴系的影响 74
3.3.8调节阀门的突然动作对轴振的影响 80
3.4基于减小水平汽流力的配汽优化方法 82
3.4.1配汽优化方案的确定 82
3.4.2配汽优化方案对轴心位置的影响 89
3.4.3配汽优化方案对轴振的影响 90
3.4.4配汽优化方案对瓦温的影响 91
3.4.5配汽优化方案对机组其他性能的影响 92
3.4.6配汽优化方案带来的经济效益分析 92
3.5典型机组优化案例 93
3.5.1超高压200MW级别机组 93
3.5.2亚临界300MW机组 95
3.5.3亚临界及超临界600M W机组 100
3.6本章小结 104
参考文献 104
第4章 阀门对应异喷嘴数的汽轮机配汽优化性 106
4.1引言 106
4.2配汽阀点与配汽效率的优化思想 106
4.3阀门对应异喷嘴数的汽轮机配汽优化方法 106
4.3.1大功率汽轮机实际喷嘴结构的多样性 106
4.3.2配汽方案的优化方法 107
4.3.3相同喷嘴数目的汽轮机通流改造方法 109
4.3.4基于改进遗传算法的汽轮机阀门喷嘴数优化设计 114
4.4优化配汽方案的实施 118
4.4.1固定负荷点切换的方案实施 118
4.4.2适应及时负荷调度的方案实施 122
4.5异喷嘴组汽轮机配汽方式优化 123
4.5.1利用阀门开关试验评估配汽不平衡汽流力影响 123
4.5.2利用CFD流固耦合仿真评估配汽不平衡汽流力影响 126
4.6阀门对应异喷嘴数目的复杂汽流力及其利用 130
4.6.1汽轮机轴系稳定性受进汽的一般影响规律 130
4.6.2阀门对应异喷嘴数目的复杂汽流力 137
4.6.3异喷嘴数目差异性及其汽流力的利用 149
4.7本章小结 157
参考文献 158
第5章 阀门数目增加对阀门管理的影响及优化方法 160
5.1引言 160
5.2六阀门配置汽轮机的喷嘴配汽方式及优化方法 160
5.2.1六阀门配置给汽轮机配汽带来的问题 160
5.2.2典型六阀门配置汽轮机的配汽故障及优化方法 164
5.3八阀门配置汽轮机的喷嘴配汽方式及优化方法 173
5.3.1八阀门配置汽轮机存在的配汽问题 173
5.3.2八阀门配置汽轮机的配汽优化方法 173
5.4测试试验的优化设计 177
5.4.1喷嘴组数目增加对配汽规律测试试验带来的问题 177
5.4.2配汽规律测试试验的优化思想及实施步骤 178
5.5复杂阀门配置的配汽优化策略 189
5.5.1复杂六阀门配汽规律设计 189
5.5.2复杂八阀门配汽规律设计 194
5.5.3最优喷嘴组改造策略探讨 197
5.6本章小结 197
参考文献 198
第6章 喷嘴配汽对机组调节性能的影响及优化方法 199
6.1引言 199
6.2对冲转过程中的转速控制影响及优化方法 199
6.2.1启机冲转过程中的转速失调问题 199
6.2.2基于单阀控制曲线优化的转速控制方法 199
6.3单阀/顺序阀切换时的负荷控制影响及优化方法 201
6.3.1进汽方式切换引发的负荷摆动现象 201
6.3.2阀门切换对轴振的影响 204
6.3.3传统单阀/顺序阀控制曲线的优化方法 208
6.3.4新型单阀/顺序阀非线性无扰切换方法 211
6.3.5机组故障状态下的快速切换能力 218
6.4顺序阀调节方式下出现的阀门或负荷摆动故障 224
6.4.1亚临界330MW机组阀门摆动故障案例 224
6.4.2超临界350MW机组阀门摆动故障案例 229
6.4.3亚临界600MW机组阀门摆动故障案例 232
6.5本章小结 235
参考文献 236
第7章 汽轮机阀门管理优化的大数据技术应用探讨 237
7.1引言 237
7.2基于大数据关联分析的轴振故障诊断分析 237
7.2.1基于DTW距离快速算法的关联分析方法 238
7.2.2故障相关信号分析 243
7.2.3基于相关信号的故障分析 244
7.3基于大数据的阀门流量特性辨识方法 246
7.3.1利用大数据对汽轮机阀门特性参数进行辨识及优化 246
7.3.2基于模型自适应的汽轮机阀门流量特性优化 249
7.3.3基于带死区投影分段线性化的汽轮机阀门流量特性优化 253
7.3.4基于动态数据挖掘的阀门流量特性在线计算方法 256
7.4配汽故障的在线监测及预警诊断 260
7.4.1监测及预警平台的建设思路与内容 260
7.4.2故障监测及预警策略的设计 261
7.4.3故障诊断专家系统功能设计 265
7.4.4软件平台开发 272
7.5本章小结 275
参考文献 276