论文部分内容阅读
随着全球经济危机的发生及进入低碳时代,市场竞争的日益激烈,电力制造业已经进入了微利时代,面临严峻的成本挑战。很多企业都选择了控制并持续降低供应成本来提升自身产品的竞争力。目前国外配套百万超超临界机组的给水泵汽轮机有三菱公司、阿尔斯通的半容量给水泵汽轮机及西门子公司的全容量的给水泵汽轮机等,在市场需求量增大及竞争激烈情况下,开发具有竞争力的给水泵汽轮机是十分必要的。而末级叶片决定了汽轮机出力、性能,因此是设计高效率、低成本汽轮机的重要因素。要保证末级叶片运行的安全可靠性,就必须对其强度振动特性进行深入的研究,该方面的研究涉及的知识领域比较广泛,包括固体力学、振动力学、流体力学、材料科学、数值计算方法、有限元分析方法等。在变转速的给水泵汽轮机上应用整圈自锁阻尼叶片,其长度达500mm,最高转速达到6000rmp左右,也就是说其实际应力水平与50Hz汽轮机1m长叶片相当,且转速、负荷、背压在运行过程中经常发生频繁变化,因而对其强度进行设计分析是具有高度挑战性的任务。本文主要研究百万超超临界给水泵汽轮机末级叶片强度有限元分析计算。整圈自锁阻尼叶片具有低振动应力、围带连接部分低离心应力、消除蠕变破坏、消除腐蚀坑,效率高、安全性能好,能大大提高效率。用于定转速汽轮机整圈调频振型少,频率稳定性好,鉴于这些优点和低成本设计,将该叶片型式首次用在给水泵汽轮机组上。变转速、变负荷、变参数给水泵汽轮机的末级叶片是不调频叶片,在转速变化频繁情况下叶片的强度和刚度考核是确保叶片首次开发成功和安全可靠运行的关键。在研究中利用传统强度分析软件PHS1516和有限元软件ABAQUS分析末级叶片的静态应力、振动特性和动态应力。最终分析比较传统强度分析软件PHS1516的计算结果与有限元软件ABAQUS分析计算结果,得出两者基本相当,应力均在合格范围内。因此,变转速给水泵汽轮机可以应用整圈自锁阻尼叶片。