汽轮机论文发表

汽轮机汽缸变形量测量技术分析论文

摘要：大型火力发电厂汽轮机组的热效率（尤其是各个缸的热效率）高低，对机组的安全生产、经济运行和安全文明生产所起的作用是决定性的，直接关系到发电厂的经济效益和机组的安全运行。对此，各个电厂对机组的大修尤为重视，对汽轮机检修的质量控制要求很高，尤其是在汽轮机检修中对通汽部分间隙的调整要更加谨慎，通流间隙调整的好坏决定了检修质量，提高了运行效率。

关键词：汽轮机；变形量测量技术；洼窝变形

由于结构原因、制造原因、热应力原因，机组运行后汽缸存在很大的变形，机组大修时，首先要对变形量进行测量和分析，根据分析结果来判断汽封碰摩的原因，在检修时缩小并修正间隙。洼窝变形量技术是通过积累大量整机改造工作的经验，我们注意到国内机组普遍存在汽缸变形以及隔板变形，由此导致机组全缸与半缸状态隔板洼窝中心不同，这不但影响了机组检修时汽封间隙调整工作的效率，而且影响了运行时隔板静叶栅与转子动叶栅的同心度，影响蒸汽流动，降低了机组热效率。针对这一现状，我们开发了隔板洼窝变形测量仪，现已成功运用到上百家电厂中，取得了显著的效果。测量出半缸状态相对于全实缸的洼窝变化量，是我们真实调整汽封间隙最关键的环节，真实地掌握变形量，才能优化调整汽封间隙。测量高压进汽平衡环套体的解体洼窝、套体椭圆度，再测量安装汽封后的汽封椭圆度，结合上次大修的间隙标准，确定转子在运行后最大的椭圆轨迹，是我们判断最大挠度处到底按照多大的间隙安装和优化汽封间隙的依据。

1洼窝变形量的测量

该工作一般在扣空缸测结合面间隙后进行，若结合面存在较大张口，需要进行修理时，则需要在修理之后再测量洼窝变形量。在大修机组中，全实缸中心合格后，应进行静止部分的中心静态找正。包含持环、隔板套、隔板、轴封套等部件的中心静态找正。一般情况下是以下半实缸动静中心为准。实际上，运行过的机组高中压、低压外缸变形量很大，在一般情况下，下半实缸的动静洼窝中心与全实缸下的动静洼窝中心差距很大，不考虑全实缸下的动静同心度，往往大修后的机组开机有动静摩擦声，开机到满速不顺利，等摩擦音小了，机组也到了满速，带负荷效率（热耗、汽耗、煤耗）没有提高。为了提高效率，认为：

1）假轴以转子中心合格后的油挡洼窝为准，找中下半实缸动静中心并记录，包含持环、隔板套、隔板、轴封套等。然后开始测量出下半实缸（持环、隔板套、隔板、轴封套等）动静中心并记录。全实缸下的动静洼窝中心与半实缸下的动静洼窝中心有差距。在大修过程中，要把全实缸下的实际动静洼窝中心修正到半实缸动静洼窝中心中。再在全实缸上调整汽封间隙，汽封间隙调整合格后，开机就一定顺利，没有动静摩擦声，带负荷效率会大大提高（汽轮机安装、大修），实际上就是调整全实缸下动静中心的过程。特别是运行过的机组。设备金属材料经过长时间应力失效，已经定型。

2）高中、低压外缸是不可调整的，所以大修机组更应该实实在在地考虑全实缸下的动静中心。

2洼窝变形测量仪探头布置

测量前应在每个洼窝的测量点（测量3点，即左a、右b和下部c）上做好标记，以便每一次都在同一个位置上进行测量，以提高测量的准确性。扣上半持环隔板、内缸，复测自然状态下汽缸平面间隙。如果是首次检修，建议在拧紧螺栓前在这个状态下再测量一次各部位洼窝中心，（仍旧测量下三点）我们都知道在半缸状态下，汽缸的刚度要比全缸低。尤其是合缸机其刚度较差，在上半持环、内层缸吊入后，在其上半部件重量的作用下，汽缸将向下变形。这个数字应当是一个衡量，测量结果对于以后的检修一直可以借鉴。根据平面间隙分布情况紧1/3螺栓，螺栓拧紧后法兰平面的最大间隙应小于0.05mm。如间隙超标应拧紧全部螺栓；如拧紧全部螺栓后间隙仍超标热紧螺栓，直至法兰平面的最大间隙应小于0.05mm。（个别边缘紧不掉例外）测量持环、内层缸在紧螺栓后的洼窝中心。在进行内缸测量的时候，我们要求测量技术以及测量要求完全与外缸的测量一致。当我们将内外缸扣好以后，我们就通过上测量点、下测量点、左测量点以及右测量点进行洼窝中心的测量。在这测量过程中，我们要根据内缸以及外缸测量的中心变化进行分析。通常情况下，内缸以及外缸的中心变化是由于张口法兰以及螺栓紧固件问题造成的。因此我们在进行处理的时候，要对螺栓紧固件的刚度以及垂直度进行检查，因为一旦螺栓紧固件出现了强度以及垂直度问题，就会对内缸以及外缸的支点标高造成影响。通过本次缸体的测量，我们能够从测量结果中分析出：气缸的内外环以及隔板之间的真实中心是洼窝的真实中心位置。同前面的测量操作一样，我们在测量过程中还要将外缸扣上，但是这一过程中我们不能够连接螺栓以及法兰，这样我们就能够通过外缸自身的重力进行持环中心以及内缸中心的变化测量。在气缸开缸之后，我们要对各种中心变化数据进行复核，然后通过复核的结果同上一次的测量数据进行对比，如果2次测量数据变化不大，我们认为气缸的变形较为稳定，如果2次的测量数据变化较大，就说明气缸的中心变化较大，我们需要针对这一变化进行分析，找出中心变化的原因，确保测量结果可靠。对测量结果进行比较，计算出汽缸螺栓拧紧后各汽封漥窝中心的变化量。在开缸状态下，根据实际偏差和变化量对持环、隔板洼窝中心进行调整，使其在合缸后处于与转子同心的位置上。即保证全实缸状态下的洼窝左等于右，上等于下。

考虑到现场的实际情况，有些通流部分内径较小，大部分情况下，上半持环、内缸扣上后，人无法进入，合外缸后只能测量下3点。所以还需分别测量出各持环、内缸在自然状态下和拧紧法兰螺栓后的椭圆度，在计算汽缸螺栓拧紧后各汽封洼窝中心的变化量时，纳入这部分影响。通过准确的变形量测量，能够更好地掌握缸体半缸与全实缸的实际变化情况，能够更准确地掌握汽封调整间隙的数值，保证调整后的汽封间隙更真实可靠，做到汽封间隙的最优化调整。汽轮机在应用的过程中，应用效率对于整个机组的影响非常巨大，直接关系到机组的`正常运行以及产生的经济效益。正是由于这一原因，在机组正常运行的过程中，我们要对汽轮机进行全面的检查，尤其是气缸的变形问题更要给予高度的重视。在进行气缸变形检测的过程中，我们要重点对气缸的间隙进行检查，只有这样才能够有效地检查出气缸的使用效果以及气缸的性能指标，为了有效地降低气缸检查过程中带来的巨大的工作量，我们在正常检查的时候，要尽量的调整气缸的径向间隙，保证气缸间隙达到应用标准。

3结语

通过该项技术的应用，为检修中的汽封间隙调整和阻汽片随缸修刮技术提供了数据上的基础数据，从而达到优化汽轮机通流间隙的最终目的，为提高汽轮机缸效和机组热效率提供了有力的技术保证，从而减小机组的煤耗值，电厂发电成本可靠降低提供了切实可行的解决办法。

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发表科技论文170余篇，被SCI、EI和ISTP收录80余篇次，申请国家专利30项，获得国家软件著作权7项。先后主持国家自然科学基金、“十一五”863计划、霍英东青年教师基金、国家“十五”重大科技攻关项目子专题、上海市自然科学基金、上海市科教兴市重大产业化攻关项目、美国John Deere公司国际合作项目等20余项。参加了国家标准GB/T19624-2004《在役含缺陷压力容器安全评定》的编制及科研工作。获国家和省部级科研奖励3项。2004年入选上海高校优秀青年教师后备人选培养计划，2005年入选上海市青年科技启明星人才奖励计划，2005年获第十届霍英东教育基金会高等院校青年教师基金资助，2006年获教育部新世纪优秀人才支持计划资助，2008年上海市优秀教师，2009年获上海市曙光学者称号。先后获2001－2006年度中国机械工程学会先进工作者称号，中国机械工程学会优秀论文奖，上海市优秀博士论文奖和全国百篇优秀博士论文提名奖等奖项。 跨学科经历奠定扎实根基从成长经历和履历上看，70后的轩福贞跟许多同龄的优秀新上海人无太大差别：出生于孔孟之乡的他凭着优异学习成绩考进山东工业大学，本科毕业后保送攻读研究生，硕士毕业后留校在化工系任教，两年后如愿进入华东理工大学的化工工程机械专业攻读博士学位。说起专业，轩福贞本科时念的是化工机械，硕士时则从事固体力学专业研究，博士又回到了情有独钟的化工机械。正是这样一种对工程和工业有一定了解，同时又有理科基础的跨专业经历，为他今后在学术上的发展奠定了坚实基础。 博士毕业后，轩福贞在企业发展、政府部门还是留校工作的抉择中选择了后者。采访交流中，轩福贞告诉我，他把科学研究和教书育人作为毕生事业的追求始于博士毕业后的日子，尤其是真正对做科研产生感觉，则源于博士毕业后的艰苦努力。“当时做科研成了生活中的唯一要事，周末假期很少休息，感到浑身有使不完的劲，印象最深的是那些年有几次的春节都是在实验室里度过。打理家务和照顾小孩都是太太一人默默承担，每天晚上12点后回到家里，既有工作中取得阶段成果的愉悦，但更多是对太太和孩子的愧疚”。上海市自然科学基金是轩福贞博士毕业一年后独立负责的第一个科研项目，其后，他又相继获得了上海市科技启明星计划、国家自然科学基金青年基金、教育部霍英东青年教师基金等一系列人才计划和科研课题资助。更值得强调的是，这期间他开始了与上海汽轮机厂的合作研究，围绕超超临界汽轮机——这一被誉为“制造业皇冠上明珠”的重大装备国产化瓶颈技术，开展了寿命分析和设计方法难题攻关，启动了华理工和上海汽轮机厂延续至今的产学研合作历程，也成为其学术研究从石油化工跨入电力装备的触发剂。谈及这段经历，轩福贞感慨地说，这不仅是其科研事业的启动与转型期，而且提升了对科学与技术的品味和鉴赏力。笔者认为，这或许可以作为天道酬勤的又一个案例。磨剑十年敢摘皇冠明珠“汽轮机关键部件的寿命设计这个项目从立项程序上先是企业提出，但最初形成合作意向则源于我们的聊天”。目前国内的先进汽轮机技术，如百万千瓦级超超临界汽轮机组和核电设备等均是由日本三菱、东芝和德国西门子等国外公司引进，这些产品的核心技术如寿命设计与考核不属于转让范畴。这不仅限制了产品的国产化进程，而且也长期困扰了企业技术人员：高参数新型汽轮机关键部件寿命设计的依据是什么？长期使用和服役工况改变会对寿命产生如何影响？在设计中又该如何控制？一次偶然机会，轩福贞等人了解到企业技术人员挂念的这些问题，正是博士期间他跟着导师和课题组承接和参与过的课题涉及的方向，于是说服企业开始了这一难题的合作。 轩福贞当时不可能想到，他和汽轮机厂技术员们一次偶然聊天所确定下来的研究方向——大型汽轮机关键部件的寿命分析技术——实际上是触及到了现代制造业中的共性难题，是被誉为“制造业皇冠上的明珠”超超临界汽轮机国产化的关键技术之一。采访中，轩福贞给我介绍的这方面信息让我长了见识：目前国内正在开发的世界上最大核电汽轮机焊接转子，是汽轮机设备里最难也最值钱的部分，要保证其顺利运转，寿命和工艺可靠性的核校技术居于核心地位。譬如标明其设计寿命30年，寿命分析的核心内容就是弄清楚怎么来控制寿命，它何时会到达临界点？这其中不仅仅涉及到多种新工艺，而且需要考虑新材料等诸多因素。 这些年来，轩福贞教授及其团队的研究方向，经历了从化工设备的安全评价、失效分析到先进能源装备的寿命分析和安全控制。去年，轩福贞教授获得的启明星（跟踪）计划支持项目，就涉及了核电压力容器的安全评价与检测技术。谈及这些，轩福贞教授自信地说，压力容器技术研究是我们专业的本行，与民用设备相比，核电压力容器的安全性要求更高，尤其是需要考虑辐射的影响，通过进一步修正和补充，我们目前提出的全寿命分析技术完全可移植于核电设备。这次日本福岛核电厂的泄漏事故，不幸中的万幸是压力容器经受住了考验，如果这个设备一出事情，就真正的不可收拾了。“先进的寿命设计技术应该体现在，讲60年寿命就应该是60年，这对设备的制造技术要求极高，需要从设计、制造和运行维护等全寿命过程来保证”。（有关设备全寿命设计技术的相关介绍请见本期轩福贞撰写的综述“机械结构的全寿命预测与安全保障”。）学会从工程中提炼科学问题近年来，华东理工大学在解决工程技术问题和基础理论研究方面均取得了令人瞩目的成果，这也可从2010年度上海市49项科学技术一等奖中，华理占据七分之一席位可见一斑。轩福贞教授这些年的工作业绩，也体现了华东理工大学的这一特色。他的研究不仅获得国家自然科学基金和上海市自然科学基金重点项目资助，而且承担了863计划、国家科技支撑计划、启明星计划和一大批企业研究课题。从副教授到破格博士生导师和教授，轩福贞把这些一律归结为“运气好”。如果要总结这几年的发展有哪些诀窍，轩福贞说，这应该受益于在“从工程项目中提炼出科学问题”方面做的比较好。“比如压力容器的安全评价，其本身是一个工程技术问题，我们团队搞了一个针对压力容器的失效评定图，这是一个工具方法，用于解决工程实际问题。进一步，科学上的要素就是对压力容器不同破坏模式和机理认识，利用力学的、材料的等多学科交叉的方法，获取其破坏过程和原理的系统知识，提出根本解决安全问题的方案。”轩福贞坦言，要真正从工程中提炼出科学问题其实是很不容易的，“研究选题需要关注‘顶天立地’，但应用基础研究则是位于‘天’、‘地’之间，我们也是在朝这个方向努力，这是困扰大家的难点之一”。教授的要务还是培养学生 在跟轩福贞教授交流的过程中，我觉得他对科研评价、学生培养等当下的热门话题都有不俗的见解，比如尽管他所在的机械与动力工程学院这10年来科研经费翻了10倍。但他清醒地认识到高校教师的第一要务还是学生培养，科研也要为这一目标服务，“做科研仅仅是高校教师的职责之一，更重要的通过高水平科学研究带出一批好学生。大学做研究需要从对学生的培养出发，让学生能顶天立地，顶天就是指理论上的建树，立地是扎根实际，解决工程问题，形成创新的思维和能力。” 对于当前热议的SCI论文考核标准问题，轩福贞教授认为，论文发表是科研成果体现的重要途径，但不是唯一途径，不同领域和方向研究人员的评价需要区别对待。谈及学生的培养，轩福贞教授说，“我不鼓励研究生有一点创新就发论文，而是要把问题搞清楚了，形成一个系统再写论文更有价值”。培养创新能力仅仅是研究生教育的一方面，品德与文化素养同样重要，另一方面，交流与表达能力也是高层次人才的必备要素。 最近发表论文如下：1. 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热能动力核心期刊 1、动力工程-上海设备成套研究院、上海汽轮机股份有限公司。2、热力发电-西安热工研究院。3、汽轮机技术-哈尔滨汽轮机股份有限公司；3、热能动力工程-哈工大、海军轮机研究院。私聊的不要搭理，东拼西凑的东西，找些不知名杂志发表，丢人现眼。

在哪里发表首先是自己的意愿，然后是看单位或学校的要求，有本可持续能源的刊应该适合