摘要
电力工业的发展，节能减排的加强以及大量中小机组退出电网，大容量火电机组参与调峰运行是提高电网调峰能力的必然趋势。为了保证调峰机组的安全运行，提高机组的经济性，有必要对转子热应力在线监测进行研究。超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，未来火电建设将主要发展高效率、高参数的超临界和超超临界火电机组。汽轮机在启动、停机或负荷变动时，转子内部会产生较大的热变形进而产生热应力，这将会影响机组的寿命损耗。转子是汽轮机组的关键部件，开发汽轮机转子热应力在线监测系统时应需重点关注。 本论文首先介绍了转子热应力在线监测系统的基本数学模型，根据一维不稳定导热方程求得转子的温度场，进而确定其应力场分布情况。本文以第一类边界条件递推算法为基础，完成了汽轮机转子热应力在线监测系统的开发。采用第一类边界条件递推算法可以避免确定换热系数和蒸汽参数的难题，并且具有计算量小、精度高、速度快等优点，特别适用于在线监测。 然后，以某电厂1000MW超超临界汽轮机组为研究对象，采用有限元软件ANSYS对该机组转子进行有限元建模分析，确定出转子的危险部位，为在线监测系统的实现提供理论基础。 最后，借助于计算机编程语言DELPHI，开发了一套汽轮机转子热应力在线监测系统。该监测系统能够实现实时监测、自动报警和历史数据查询等基本功能，并能指导机组正常启停，保证机组安全运行。
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