汽轮机转子温度计算中惯性环节系数确定方法.pdfVIP

2013．1l 中国天津 超超临界机组技术交流2013年会 汽轮机转子温度计算中惯性环节系数确定方法 杨宇 上海发电设备成套设计研究院，上海200240； 摘要：介绍了一种利用有限元的计算结果，通过基于模式的直接有哪些信誉好的足球投注网站算法来确定有关惯性环节系数的 方法。该方法用冷态启动、热态启动、极热态启动过程的汽轮机转子有限元法计算的体积平均温度作 为标准值，通过优化有哪些信誉好的足球投注网站来确定惯性环节法计算汽轮机转子体积平均温度的并联的惯性环节的个数， 以及每个惯性环节的时间常数和权重系数。并通过温态启动过程的汽轮机转子有限元法和惯性环节法 计算的体积平均温度的对比，来验证得到的系数的精度和易用性。该方法解决了惯性环节法系数确定 的工程难题。 关键词：汽轮机；热应力监控；温差；一阶惯性环节：模式有哪些信誉好的足球投注网站算法 汽轮机在启动、停机、负荷变动时，转子的外表面温度随蒸汽温度的变化而剧烈变化。由于热阻 和热容的存在，转子内部的温度变化相对较慢，转子的外表面和转子体积平均温度之间的温差较大。 转子的外表面和转子体积平均温度之间的温差越大，外表面的热应力就越大，转子的寿命损耗也越大。 通过监控转子的外表面和转子体积平均温度之间的温差，可以监控转子外表面的热应力。 由于转子是连续旋转的，无法通过安装测温元件来直接测量其温度。需要采用计算方法获得转子 温度分布。根据非稳态传热原理，转子的热传递可采用经典控制理论中的惯性环节来模拟。工程上， 仅采用一个惯性环节无法完成模拟，采用3个以上并联的惯性环节才能达到要求。目前，多个并联的 惯性环节的时间常数和权重系数的确定，还没有合适的方法u。。 本文介绍了一种用汽轮机转子有限元温度场计算的体积平均温度作为标准值，采用基于模式的直 接有哪些信誉好的足球投注网站算法来确定并联的惯性环节的个数，以及每个惯性环节的时间常数和权重系数的方法。 通过MATLAB软件自带的基于模式的直接有哪些信誉好的足球投注网站工具箱中的有哪些信誉好的足球投注网站函数来完成优化有哪些信誉好的足球投注网站，不需要编制 复杂的优化算法，就可通过离线有限元计算的体积平均温度来确定惯性环节的个数、时间常数和系数， 且获得的优化结果可通过对其它工作条件(启、停和负荷变动)下的温度变化对比计算进行适用性验 证。 1惯性环节法计算转子温度 1．1转子外表面温度T。 在热应力监控系统中，可利用相应部位的内缸内壁的温度代替转子外表面的温度。 1．2转子体积平均温度T。 根据文献n1，将公式按计算逻辑图方式表示如图l。1个惯性环节由于只有1个待定参数，灵活性 不够，多个惯性环节并联使用能更好模拟转子的传热过程。汽轮机热应力监控中，出于在保证精度的 前提下计算尽量简捷的考虑，采用了3个不同权重的一阶惯性环节(PTl)并联来仿真计算转子体积平 均温度TⅢ。其中第一惯性环节的权重系数k。、第二惯性环节的权重系数kz、第三惯性环节的权重系数 k。(3个并联惯性环节的权重系数之和等于1)，E：为第二惯性环节时间常数的比例系数、Es为第三惯性 环节时间常数的比例系数。转子外表面温度T。和时间常数T为输入量，转子体积平均温度Tm为输出量。 100 2013．1l 中国天津 超超临界机组技术交流2013年会 平均温度Tm 图1转子体积平均温度仿真计算逻辑图 堡： ，一3600。 图1中，惯性时间常数1—5793鸽彳+月zL+4与转子材料、轴半径R及转子平均温度T．有关： 其中A3、Az、A，为计算惯性时间的系数，与转子材料的导熟系数有关。 计算汽轮机转子内部的温度分布时，惯性环节法与有限差分法具有相同的精度，但其公式简单， 便于编程实现和工程应用。但目前为止，惯性环节法中的各个系数尚不能采用理论公式计算确定。如 何获得符合汽轮机实际运行条件的惯性环节的系数成为工程应用惯性环节法急待解决的问题。 2直接有哪些信誉好的足球投注网站算法 模式有哪些信誉好的足球投注网站法作为一种解决最优化问题的直接有哪些信誉好的足球投注网站方法，因为在计算时不需要目标函数的导数，所 以在解决不可导或者求导异常麻烦时比较有效。模式有哪些信誉好的足球投注网站法主要步骤包括轴肉探测和模式移动，通过 轴向探测找到目标函数下降的有利方向，利