喷嘴调节方式下调节级叶片强度的计算分析方法

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喷嘴调节方式下调节级叶片强度的计算分析方法

作者：孙建国马涛白存军杨春宇李越男刘金龙

来源：《科技创新导报》2015年第28期

摘要：目前，越来越多的大功率汽轮机不得不在采用喷嘴调节方式下进行快速深度变负

荷运行，来应对新能源电源大规模接入和峰谷差日益增大的电网现状。然而，不同的喷嘴调节方式对汽轮机调节级叶片强度的影响也是不同的。该文针对600 MW和300 MW两个典型级别机组，分析了喷嘴调节方式对机组调节级叶片强度的影响，并给出了喷嘴调节方式对调节级叶片强度的计算方法。这对保证我国占主流的300 MW级别和600 MW级别机组的安全高效运行具有一定的借鉴意义。

关键词：300 MW 600 MW 喷嘴调节调节级叶片强度变工况计算

中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（a）-0215-02

目前，许多大功率机组（包括供热机组）不得不在喷嘴调节方式下进行快速深度变负荷运行，从而缓解电网调峰存在越来越大的压力，包括不断增大的电网峰谷差和越来越大接入比例的风电等新能源电力[1]。目前，对于喷嘴配汽规律的研究大多都集中于顺序阀的安全投运方面，解决配汽规律设计不合理给机组低负荷运行带来的经济性、安全性及调节特性问题[2-6]。然而，实际研究表明，如果喷嘴调节方式设计不合理对机组调节级叶片强度的也会产生影响[7-8]。文献[9]指出首先对汽轮机在不同配汽方式下调节级后温度变化情况进行了分析，然后

计算了不同配汽方式下汽轮机调节级后转子的温度场和应力场。最后给出了汽轮机由节流配汽改为喷嘴配汽方式后的变负荷速度确定方法。调节级变工况计算是目前汽轮机热力校核和强度校核的基础，文献[10]提出了一种改进方法，用于快速计算汽轮机调节级变工况的特性曲线，并以某型50 MW汽轮机为例进行了对比计算。相比之前的方法，改进后的方法计算精确度有所提高。由于调节级焓降和反动度的计算是调节级变工况计算的基础和重要内容，文献[11]介绍了汽轮机调节级变工况时焓降和反动度的计算方法，并以N600型汽轮机为例，应用MATLAB语言编制计算软件进行了实例计算，根据计算结果绘制了调节级焓降和反动度的变化曲线。文献[12]通过对调节阀联合升程流量特性的分析，建立相邻两个不完全开启调节阀的流量计算模型，并引入到调节级变工况计算中，提出考虑重叠度的汽轮机调节级变工况改进算法，解决以往重叠区内工况无法计算的问题，保证机组在线仿真的连续性，并对国产200 MW 机组进行调节级变工况计算。

由于在我国北方运行着大量300 MW级别和600 MW级别的调峰调频机组，这些机组往往需要进行大范围的深度变负荷运行。因此，该文针对600 MW和300 MW两个典型级别机组，分析了喷嘴调节方式对机组调节级叶片强度的影响，并给出了喷嘴调节方式对调节级叶片强度