通流试验论文

2024-06-09

通流试验论文(通用8篇)

通流试验论文 篇1

变电站二次系统规模庞大,保护配置与电流互感器(TA)二次回路比较复杂,在试验中常发生TA极性接错等问题,对调试进度和质量造成很大影响。变电站二次系统现场调试中,通常采用回路查线和测量回路电阻的方法校验TA二次回路的正确性[1]。常规的检测方法利用测试回路电阻等手段能保证二次回路的连通性等基本要求,但对于电缆接地或有寄生回路产生分流、TA极性不确定等问题无法可靠检测,可能造成启动调试工作的被动。

一次通流是检查二次回路的一个重要环节,其主要目的是为检验变电站TA变比和校验线路差动、母线差动、短引线、主变差动等保护用TA及测量、计量用TA接线的正确性[1,2]。通过一次通流的整组试验检验TA二次回路是很有意义的。高压直流换流站中,换流变是重要的一次设备,占换流站总投资的很大部分。换流变保护(CTP)主要由差动保护构成,而换流变各侧TA变比不尽相同,且有一侧为三角形接法。为保证TA二次回路极性、变比、相序的正确性,在换流站启动试验前对主变进行一次通流是有必要的[1,3,4,5,6]。

1 TA同名端及极性

传统TA与变压器结构类似,按变压器原理工作,一次侧和二次侧通过同一个磁通链路进行能量的传递和电流/电压大小的转换。TA同名端定义为在同一交变磁通作用下,在任何瞬间各绕组具有相同的电动势极性(方向)的端子[7,8]。TA绕组极性是其原副边绕组感应电势之间的相位关系,极性判别属于同名端问题。对于一台TA,原副边绕组在同一交变磁通的作用下同时产生感应电势,感应电动势方向判别基于以下原理:(1)根据楞次定律,绕组中的电动势力图产生一个与原磁通方向相反的磁通以阻止原磁通的增加;(2)感应电动势的方向与其力图产生的磁通方向满足右手螺旋定则。

同名端具有以下特点:(1)原幅边绕组同名端通入方向相同的电流时,在铁心中产生的磁通方向一致;(2)当从一次绕组的极性端通入电流时,二次绕组回路中感应出的电流从极性端流出,以极性端为参考,一、二次电流方向相反,因此也称为减极性标注。

TA同名端或极性的识别方法一般基于TA工作原理和同名端的定义及特点,利用试验来检测,常用的方法有直流法和交流法。

2 换流变套管TA极性测试的直流法

2.1 直流法原理

TA一、二次侧各有2个引出端,利用直流法进行极性校验其实就是校验一、二次侧的相对极性。直流法极性检测中,先假设TA极性,并将TA一次引出端与干电池相连,其假设的一次侧正极性端与电池正极相连;TA二次侧接直流指示表(mA表),将假设的二次侧正极性端接直流指示表的正接线柱;通过开关K控制电流的通断。测试原理接线如图1所示,其中干电池为6~9 V的电池组,直流指示表为高灵敏度的双向直流电流表。

直流法工作原理如下:开关K闭合时,在TA一次产生阶跃电压,TA磁路中产生一个快速上升然后不变的磁通,二次侧由此感应出上升后立刻衰减的电流;开关K打开时,互感器磁路中的磁通快速衰减,二次侧感应出反向的磁通,从而感应出反向的电流。因此,闭合/打开开关K,通过观察直流指示表的指针偏转方向可以判断TA的极性,如开关K闭合时,若指示表指针偏向正方向,则假设极性正确;若指针偏向负方向,则假设极性相反。

2.2 换流变套管TA极性测试方法

换流变套管TA安装完成之后,TA的非极性端在变压器内部,无法按图1的方式用干电池在TA一次侧两端直接加电压进行极性测试。由于TA一次侧串接在变压器回路中,可采用在变压器回路中通入直流电流的方法进行套管TA极性测试。

对于单相双绕组变压器,直流一次通流测试套管TA极性的试验原理即相应等值电路如图2所示。其中,I侧、II侧分别指换流变网侧和阀侧。若换流变II侧开路,等值回路阻抗主要由变压器励磁阻抗组成,阻抗值很大。由于回路电感很大,在I侧加6~9 V的阶跃直流电压,TA一次电流上升很缓慢,TA二次侧基本无感应电流输出,回路中mA表偏转非常小,难以准确判断TA极性。若将换流变II侧短接,则回路阻抗主要由变压器I侧、II侧漏抗组成,阻抗很小,在I侧加阶跃直流电压时,回路电流变化很剧烈,TA二次侧感应电流较大,mA表偏转很明显。因此,试验时首先需将变压器II侧短接,然后在I侧加阶跃电压,并用mA表偏转来检测各套管TA的极性。直流法试验可能使变压器铁心产生剩磁,因此试验后应进行去磁。

2.3 换流变直流法一次通流试验方案

对于双极12脉动换流站,一般一个极由6台单相双绕组变压器分别连接成YnY及YnD接线的两台三相换流变。直流法通流试验时,对换流变按相分别进行,利用干电池组在换流变网侧某相加阶跃直流电压,实际为零序电压,为使换流变回路暂态零序电流能够流通,应保证试验时换流变有零序通路[9]。在换流站直流相关部分投运前或停运检修期间,换流变及直流场停电,换流变阀侧地刀(位于阀厅内)处于合位。试验时,打开换流变网侧接地刀闸,利用干电池组在换流变网侧对地加阶跃直流电压,对于YnD接线换流变,D绕组为零序电流提供了通路;而YnY接线换流变阀侧中性点不接地,没有零序通路,由于励磁阻抗很大网侧暂态零序电流很小且变化缓慢。因此,进行YnY接线换流变试验时,在其位于阀厅内的中性点处加临时接地线,同时阀侧地刀处于合位,构成了零序通路。试验接线如图3所示,零序等值电路与图2(b)类似。

3 换流变套管TA极性测试的交流法

3.1 交流法原理

交流法一次通流试验中,将换流变阀侧短接,并视其为纯感性负载,在换流变一次回路中加三相对称的交流电压,回路接线如图4(a)所示。采用对称交流电压中某一相为参考相量(如以A相电压作为参考),可验证换流变TA反映出的极性。当检测的A相电流滞后A相电压90°时,TA应为减极性(P1,S1)接入方式,当电流超前电压90°时,应为P1,S2接入方式,如图4(b)所示;根据三相电流与参考电压的相对位置可确定二次电流回路的相序,如图4(c)所示。

3.2 换流变交流法一次通流试验方案

一次通流前的准备工作:合上TA端子箱和屏柜内端子排上所有连片,并检查整个TA回路有无开路。为确保一次通流安全进行,将TA二次回路断开一点,用万用表检查二次回路的阻值,以保证TA二次回路连通。将保护室所有二次装置电源正常投入,保护功能压板投入,保护出口压板断开。换流变交流法一次通流和变压器短路试验类似。由于系统一次接线已经完成,在换流变停电期间,其阀侧地刀(位于阀厅内)处于合位。为了接线方便,试验选择在换流变网侧引线处加三相交流电源,并打开换流变网侧接地刀闸,换流变阀侧由于地刀合位而处于短路状态,现场试验用三相交流电可直接取自站内380 V检修电源箱。交流法一次通流时,通流电源为三相正序对称电源,可通过换流变单相数学模型计算等值参数[9,10],由于励磁阻抗数值很大,试验时不考虑励磁支路的影响。

3.3 换流变差动保护电流回路检测

换流变保护主要由差动保护构成,差动电流计算的正确性受TA变比及二次回路接线等影响。交流法一次通流可对整个二次回路进行检查,通流时应特别检查差动保护相关电流的大小及极性。换流变差动保护中,电流正方向应与区内故障时电流流向一致。交流法一次通流与换流变的短路试验类似,属于换流变差动保护区外故障,流过穿越性电流,以A相为例,其电流方向如图5所示。其中网侧A套管、B套管的TA分别为TA1,TA2,阀侧a套管、b套管的TA分别为TA3,TA4,以下相同。

无论TA极性及其二次回路如何接线,要使差动保护能正确反映区内外故障。通流试验中,流入保护的电流方向应满足如表1所示的要求,其中电流方向为“正”表示A相电流(三相正序电流)滞后参考电压(取电源A相电压)约90°,电流方向为“负”表示A相电流滞后参考电压约270°。据此可进行TA二次回路接线正确性的整组测试。

4 应用实例

在政平换流站换流变保护改造的调试工作中,采用本文的直流和交流一次通流方法对换流变保护相关TA二次回路检验。换流变套管TA二次出线从换流变就地端子箱引至相应的接口柜(TCI柜),并从TCI柜输出给换流变保护柜(CTP柜)。通流试验前,通过二次回路查线,明确了TCI柜至CTP柜的二次接线,如表2所示。其中,引线差与小差共用TA1同一绕组电流,但回路反接。

4.1 直流法一次通流试验

试验前准备工作如下:打开换流变交流侧进线接地刀闸;试验用直流电源(干电池组)经临时开关用高空接线钳连接至换流变进线隔刀与主变之间的高压引线;在阀厅内将YnY接线换流变阀侧中性点用临时接地线连接至阀厅内接地铜排,构成通流试验接线,如图6所示为极I换流变A相试验时的接线图。

试验时,在TCI柜中相应端子串接mA表观察其偏转,极I换流变A相试验操作步骤为:(1)打开被测TA二次回路中TCI柜端子排至换流变保护的电缆接线;(2)将mA表串接入该端子,其中TCI输出给换流变保护的电流端子接mA表正极;(3)开关A相闭合时,观察开关闭合时mA表的偏转方向;(4)恢复TCI至换流变保护的二次回路接线;(5)重复上述过程,对极I两台换流变A相所有套管TA的极性进行测试。

对于极I的B相、C相及极II三相,试验方法及步骤类似。极I换流变A相TA绕组试验结果如表3所示,B相、C相相同。

4.2 交流法一次通流试验

试验前准备工作如下:打开换流变交流侧接地刀闸;试验用380v电源取自站内380V检修电源箱,经空开连接至换流变进线隔刀与主变之间的高压引线。利用相位表进行电流相量测量,以电源A相电压作为参考,由于换流变保护屏位于主控室3楼,距离试验电源较远且接线不便,同时考虑到TCI柜至换流变保护的二次电缆接线在回路查线时已经明确,故在TCI柜端子处进行电流相量测量,将试验电源的A相电压用接线板引入TCI柜,极I换流变交流法一次通流试验接线图如图7所示。

政平站换流变网侧套管TA变比为2 000/1,YnY换流变电压及其阀侧TA变比分别为500/200.4和3 000/1,YnD换流变电压及其阀侧TA变比分别为500/(1.732×200.4)和2 000/1。通流试验时,利用钳形电流表测的380 V交流电源输出电流有效值约6.7 A。极I换流变一次通流结果如表4所示。其中,测量的电流相量为TCI柜端子输出给换流变保护的电流,以A相电压为参考,电流角度为A相电压超前电流的角度。

mA

根据表4试验结果,结合表2中TCI柜与CTP柜间的二次电缆接线,可检验二次电流回路接线极性及相序。试验中,进一步利用相位表在保护屏、故障录波等处测量各TA的二次回路电流,检查是否有多点接地或寄生回路产生分流,并检查保护装置显示的模拟量测量值、差流等是否正确。试验结果表明交流一次通流方案能对换流变二次回路进行整组检测,有助于确定TA二次回路极性,并验证TA二次回路的相序、接线及TA变比等的正确性。如果以上项目都符合设计要求,就可断定换流变TA二次回路接线正确,且回路完整,具备启动条件。

5 结束语

一次通流试验可在高压直流换流站调试过程中有效地检查二次回路接线的正确性和完整性。本文主要介绍了利用直流法和交流法一次通流进行换流变套管TA二次回路检查的原理、方法及实现方案。直流法通流能用于检验TA极性,其相对灵活简单,受现场条件限制较小。交流法一次通流试验受现场条件、工程进度等限制,但能对二次回路的接线、极性、相序、TA变比等进行整组测试。在政平换流站调试工程的应用,证明了该方法的可行性和有效性。

参考文献

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[3]邓洁清,项巍.500kV主变一次通流试验模型及方案的研究[J].继电器,2008,36(7):92-95

[4]徐灵洁,周琦,周永佳,等.电流互感器基本误差现场检定一次升流方法的研究[J].浙江电力,2010(5):15-17.

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[7]袁季修,盛和乐,吴聚业.保护用电流互感器应用指南[M].北京:中国电力出版社,2004.

[8]王正茂,阎治安,崔新艺,等.电机学[M].西安:西安交通大学出版社,2009.

[9]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京:中国电力出版社,1995.

[10]陈珩.电力系统稳态分析[M].北京:中国电力出版社,1995.

通流试验论文 篇2

采用开放性边界条件下二维主干道元胞自动机确定论模型研究红绿灯周期对干道速度的影响,并推出干道速度在基本图中取到峰谷值时所对应的周期表达式,同时给出成因分析.

作 者:黄乒花 谭惠丽 孔令江 刘慕仁 郑容森 HUANG Ping-hua TAN Hui-li KONG Ling-jiang LIU Mu-ren ZHENG Rong-sen  作者单位:黄乒花,HUANG Ping-hua(电子科技大学物理电子学院,四川成都,610054)

谭惠丽,孔令江,刘慕仁,TAN Hui-li,KONG Ling-jiang,LIU Mu-ren(广西师范大学物理与电子工程学院,广西桂林,541004)

短时交通流预测方法比较 篇3

智能交通系统中先进的交通控制系统与先进的交通管理系统均要求为其提供实时的交通流信息。交通流预测是指在时刻t对下一决策时刻t+1乃至以后若干时刻的交通流做出实时预测。一般认为tt+1之间的预测时间跨度不超过15 min(乃至小于5 min)的预测为短时(Short-term)交通流预测。交通流预测是实时控制与诱导的前提,是智能交通系统实现的理论基础。

1 预测方法简介

参数模型预测法是指如果预测对象的数学模型能用有限个实参数加以描述,或者更具体一些,如果样本分布的一般数学形状已知,但包含了若干个未知的参数,则这种模型称为参数性的,否则为非参数模型。参数模型主要有历史平均模型(HA)、ARMA系列模型、Kalman滤波模型、指数平滑模型及与神经网络相关的模型等;非参数模型中包括非参数回归、KARIMA算法、谱分析法、状态空间重构模型、小波网络、基于多维分形的方法和多种复合预测模型等。

线性模型预测法主要有历史平均法(HA)、指数平滑法、时间序列法(基于AR模型、MA模型、ARMA模型、ARIMA模型等)、Kalman滤波法等。非线性模型主要有原理模型、经验模型及混合非线性模型。原理模型是通过对过程应用守恒定律推导而得到的,该类模型在结构和参数上约束性强,因此,需要较少的过程数据,模型参数可通过实验和常规工作数据获得;经验模型利用对象动态数据进行非线性系统辨识,预测方法较为简单。

2 实例应用

预测采用的数据来自长春市芙蓉路交通运行数据,对数据进行预处理如图1所示,时间间隔为10 min。

2.1 移动平均法进行流量预测

移动平均数的计算公式如下:设时间序列为xt,i=1,2,…,n;xt是第t期的观测值;N是拟定的移动平均的项数;Mt是第t期的移动平均数,则有

Μt=xt+xt-1++xt-Ν+1Ν.

Mt可以作为xt的第t+1期的观测值,即xt+1=Mt。这里假设移动平均的项数N为3,根据简单移动平均法计算公式,预测结果和实际值的拟和情况见图2(序列从第4项开始计)。

计算其平均绝对误差为

MAE=1nt=1n|xt-Μt|=21.6548,

均方误差为

MSE=1nt=1n(xt-Μt)2=2.50258,

平均绝对百分比误差为

MAPE=1nt=1n|xt-Μtxt|=0.14304,

均方百分比误差为

MSPE=1nt=1n(xt-Μtxt)2=0.015564.

2.2 平滑法进行流量预测

指数平滑公式为:St(1)=αXt+(1-α)St-1(1),这里选用前3期的均值作为第一期观察值,则预测值和实际值的拟和情况如图3所示。

MAE=1nt=1n|xt-Μt|=20.02648,

MSE=1nt=1n(xt-Μt)2=2.355996,

MAPE=1nt=1n|xt-Μtxt|=0.129604,

MSPE=1nt=1n(xt-Μtxt)2=0.014822.

2.3 基于MatlabAR模型流量预测

因为AR(n)模型的最合适阶数n确定起来非常困难,因此,本文从3-11阶个试验,得到不同阶数下对应的评价指标如表1所示。

AR(10)预测的效果最好,虽然AR(10)并不是每项误差评价指标都是最佳,但是因为短时交通流预测主要考虑绝对值,因此模型阶数定为10阶。当n=10时,α=(-0.156 5,0.108 9,0.099 0,0.004 7,-0.029 5,-0.161 7,0.122 2,0.199 1,0.228 8,0.569 1),e=1.064 124。最终确定的模型为

Y=-0.156 5x1+0.108 9x2+0.099 0x3+0.004 7x4+(-0.029 5)x5+(-0.161 7)x6+0.122 2x7+0.199 1x8+0.228 8x9+0.569 1x10+1.064 124.

对于上述模型的解释就是:已知一组交通流数据,用连续的10个观察值预测下一个时间段的交通流量。当然,如果要预测后面多个时段交通流量的话,可以用预测值作为观察值进行预测。用该模型对已知数据进行预测,拟和情况见图4。

3 结 论

通过对以上3种预测方法进行比较(见表2)可以得到:AR模型预测的效果要明显好于移动平均法和指数平滑法,即使AR模型中预测效果最差的阶数其预测效果也要比前面两种预测方法精确,说明AR模型在短时交通流预测中切实可行。但是也应当看到,AR模型预测的绝对效果也不是很理想的,其平均绝对误差MAE也达到了17.690 82,因此,该模型有待进一步改进。

摘要:短时交通流预测是实现交通流诱导的关键技术之一。短时交通流因为其不确定性等特点而使其预测很复杂。通过实地调查获取的交通流量数据,分别采用移动平均法、指数平滑法、AR模型法3种交通流预测方法进行短时交通流量预测,并通过不同的评价指标对上述3种方法的预测效果进行评价,得出AR模型方法的预测效果优于其他2种方法。

关键词:智能交通系统,短时交通流预测,移动平均法,指数平滑法,AR模型法

参考文献

[1]杨兆升.智能运输系统概论[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]杨兆升.城市交通流诱导系统理论与模型[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3]王正武,黄中祥.短时交通流预测模型的分析与评价[J].系统工程,2003,21(6):98-100.

[4]唐明.短时交通流特性及其预测方法研究[D].长沙:长沙理工大学,2004.

[5]兰云.短时交通流预测研究[D].西安:西北工业大学,2002.

核电汽轮机低压通流设计 篇4

秦山1、2#机组的通流是由哈汽和西屋公司联合设计生产的, 按照合同分工, 其中静叶由哈汽生产, 动叶由西屋公司生产。机组的实测热耗值9962kJ/kW·h, 优于设计值, 经多年运行, 叶片未发生安全问题, 证明机组是高效安全的。哈汽在充分消化吸收核电650MW汽轮机通流设计的基础上, 对秦山3、4#机组的通流进行了自主研发。

核电低压叶片是在西屋公司原设计基础上, 依据西屋公司核电叶片安全准则, 采用哈汽公司完善的全三维叶片设计体系完成的, 经优化设计可以保证安全性和经济性不低于西屋公司原设计。

2 核电低压通流的设计

2.1 核电低压通流的总体结构

650MW国产化核电汽轮机共有三个低压缸, 均为双流对称结构, 每个缸有2×7级, 叶片型线选用可控反动度叶型, 借鉴了哈汽公司成熟的650MW核电汽轮机的安全高效低压叶片的设计方法, 前四级动叶设计成采用枞树型叶根的不调频扭叶片的自带围带结构, 后三级采用圆弧枞树型叶根, 为锥形自由叶片。由于核电汽轮机叶片在安全性方面更严格的要求, 在设计中采用了更好的材料和更严格的标准, 气动设计中采用全三维方法, 满足核电汽轮机动叶片在叶片强度和气动性能的要求。

2.2 核电低压叶片安全性分析

为了保证叶片安全可靠运行, 动叶片和转子轮缘中的静应力必须被限制在安全范围内。对于低压动叶片, 由于温度较低, 叶片的许用应力是依据屈服应力数据建立起来的。从安全角度来看, 低压动叶片中末级叶片和工作于过渡区的叶片工作状况最恶劣, 必须在设计中给予更多的重视。

由于核电汽轮机运行时的湿度比火电汽轮机大, 这种环境更易造成应力腐蚀裂纹, 故动叶的叶根及叶根槽的许用应力要比常规火电机组低, 其许用值取自于核电汽轮机的实际运行实践。对于低压不调频叶片, 要计算叶轮槽倒角半径处的峰值应力, 这些区域易产生应力腐蚀裂纹, 同时, 在这些区域的峰值应力也包括了所有几何的应力集中的影响。将这些峰值应力与来源于以前的运行经验的许用值相比较。

由于核电机组通流的过渡区前移, 造成低压3、4级工作于过渡区, 这两级叶片的工作状况更恶劣。为保证叶片的安全性, 设计采用的安全系数要大于工作于非过渡区的不调频叶片。本次设计采用了与末级叶片相同强度等级的材料:0Cr17Ni4Cu4Nb/900。计算分析表明, 低压前四级满足安全性要求, 符合西屋的设计准则的要求。

对于核电与火电的低压末三级调频叶片, 其大部分安全系数都是一样的, 这是因为对于应力腐蚀敏感的区域发生在上游不调频叶片区。后三级调频叶片用核电标准的安全系数进行分析, 都满足安全性要求。末级叶片采用圆弧枞树形叶根自由扭叶片, 经调频后, 将叶片高度确定, 对该叶片强度系统进行了进一步优化, 使各项应力普遍低于西屋公司原设计, 提高末级叶片安全性。

2.3 核电低压叶片经济性分析

在保证安全性基础上, 对该机组的低压通流采用先进的全三维流动数值模拟软件CFX-tascflow对低压叶片进行了设计和分析, 提高通流效率, 分析结果如图, 静叶中的流动具有很强的后加载性, 因此叶型损失和二次流损失都很小, 动叶中流场稳定, 没有明显的分离流动, 安全高效 (见图1和图2) 。

2.4 低压防侵蚀措施

核电通流不论高压缸或低压缸的蒸汽湿度都很高, 整个通流均处于湿蒸汽区内, 为保证核电叶片安全, 同时降低通流的湿气损失, 必须采取一些去湿和防侵蚀设计措施。为进一步提高低压末级的去湿和防侵蚀能力, 增强机组运行的安全性, 本次设计中采取了以下改进措施: (1) 在低压末级采用槽内去湿。将去湿槽设置在叶片上半部靠近出汽边的内弧部分, 去湿效果更明显。 (2) 加大末三级动叶片上半部出气边背弧焊接的司太立合金片的长度和厚度, 增强末三级动叶片的防侵蚀能力。 (3) 适当加大末三级动、静叶片间的轴向距离。在不影响级间气动性能的情况下保证有足够的间隙以最大限度地去除汽流中的水份。

2.5 末级叶片颤振评估

哈汽对自由叶片的气动弹性稳定性的计算是基于安全成熟的有限元分析程序以及先进的模型分析程序来进行的。气动弹性稳定性的评估是通过计算气动阻尼来实现, 气动阻尼的计算得从能量方面考虑, 利用先进模型分析程序分析的结果, 与总阻尼 (其中包括气动阻尼和机械阻尼) 比较, 可得机械阻尼。这种分析方法常被称为非失速颤振分析法。尽管这种分析还可应用于更高阶频率, 但是这种类型的气动非稳定性通常发生在第一阶频率。通过分析计算得出气动弹性稳定性指数。计算的分离颤振指标与允许值的比值为2.13, 计算的非分离颤振指标与允许值的比值为2.2。其判断准则为两项指标与允许值的比值大于1即可。

3 结论

(1) 通过对低压叶片材料的选择和结构上的设计保证了低压通流的安全性;

(2) 通过采用先进的全三维流动数值模拟软件CFX-tascflow对低压叶片进行了设计和分析, 结果显示低压通流是安全高效的;

(3) 在低压末三级叶片的防侵蚀结构设计中的改进, 进一步提高了低压末级的去湿和防侵蚀能力, 增强了机组运行的安全;

(4) 通过采用西屋公司的方法估算了末级叶片的自由叶片气动弹性稳定性, 结果显示末级叶片是安全的。

综上所述, 经过优化设计的核电低压通流, 可以保证安全性和经济性, 无论在国内还是国际上都是领先的。

参考文献

[1]杨晓辉, 单世超.核电汽轮机与火电汽轮机比较分析[J].汽轮机技术, 2006 (6) :405-406, 438.

汽轮机通流部分的动静摩擦 篇5

1 汽轮机动静摩擦的现象

(1) 机组的振动增大, 甚至强烈振动。这是最直观的现象, 监控机组振动的瓦振会明显上升, 并出现报警, 尤其是1号、2号瓦振。引起机组振动的动静摩擦也是多方面的, 它又分轴向摩擦和径向摩擦两种。

(2) 前后汽封处产生火花。这种火花主要是通流部分的部件损坏或硬质杂物进入通流部分引起的。

(3) 汽缸内部有金属摩擦的声音。这种声音是在机组的周而复始的转动中, 到某一固定点处的“嚓嚓”声。

(4) 有大轴挠度指示表计的机组, 指示值将增大或超限, 中控和现场均发出报警声。

(5) 若推力轴承损坏, 则推力瓦温度及推力瓦回油温度均会升高, 轴向位移和胀差的指示值均可能超标, 并发出报警信号。

(6) 上下汽缸温差急剧增大, 温差超过50°C, 并将继续增大。

2 汽轮机通流部分动静摩擦产生原因

造成汽轮机动静摩擦的事故原因是多方面的, 因此操作员在运行中要根据具体的现象来判断发生摩擦的原因, 以便“对症下药”, 采取最好的措施, 将事故发生的可能缩至最小范围。

(1) 动静间隙安装、检修调整不当。在汽轮机的安装过程中, 没有全面考虑各种因素的影响, 未能制定出合理的动静间隙, 在汽轮机启动和运转过程中, 汽缸的热应力和热变形以及各受力部件的机械变形, 必然会引起动静间隙的变化。因此, 需要检修人员在安装和检修过程中进行认真检查和调整。如果间隙调整不当, 就会引起动静摩擦。

(2) 动静部件加热或冷却膨胀不均匀。对汽轮机来说, 相对于转子, 汽缸质量比较大, 但受热面比较小, 即转子和汽缸的质面比相差较大。在启动过程中, 转子加热和膨胀的速度比汽缸快, 这样就会产生膨胀差值, 即胀差, 如果胀差超过轴向的动静间隙, 就会在轴向产生动静摩擦。另外, 由于上下汽缸散热和保温条件等不同因素, 上下汽缸也将产生温差, 汽缸法兰内外受热条件不同也会产生温差, 这些温差会使汽缸变形, 从而改变动静部分的间隙分配。当间隙变化值大于动静间隙时, 就会产生动静摩擦。此外, 如果在运行中滑销系统工作失常或汽缸变形, 也会导致汽缸和转子偏心而造成动静摩擦。

(3) 受力部件机械变形超过允许值。通流部分的受力部件如隔板、叶轮等由于设计刚度不足或在异常工况下运行, 将导致工作应力增加, 会使这些部件产生过大的变形, 从而造成严重的动静摩擦事故。

(4) 推力轴承、轴瓦或主轴承、轴瓦损坏。由于推力瓦或支撑轴瓦的损坏, 转子随之产生大量的轴向和幅向位移, 从而产生动静摩擦, 中控操作员可以监测到瓦温和回油温度的不正常。

(5) 机组的强烈振动。引起机组振动的原因很多, 机组的振动, 会使转轴也随之强烈振动, 轴振动的振幅超出幅向动静间隙时, 将产生动静摩擦。

(6) 转子套装部件松动有位移。当转子套装部件的松动位移超过规定的轴向间隙时, 会造成动静摩擦, 而这种摩擦将带来冲击和刚度变化等现象。

(7) 通流部分的部件损坏或硬质杂物进入通流部分。通流部分的部件因受振动或其他原因影响发生变形或损坏、脱落等, 一旦遇到转轴上的围带、叶片和铆钉头之类的转动部件就会产生摩擦, 这种摩擦虽不可能造成转轴的热变形, 但它能使叶片、围带等部件受到摩擦力, 使转轴受到与旋转方向相反的力矩, 从而引起反向的自激振动。

(8) 在转子弯曲或汽缸严重变形的情况下强行盘车。这种情况主要发生在汽轮机停运后, 此时声音也比较大。

(9) 汽缸法兰加热装置使用不当。合理使用汽缸和法兰加热装置可以减小胀差, 避免动静部分摩擦, 但如果加热过度, 会使法兰外壁温度高于内壁, 使汽缸产生危险的变形, 或左右法兰加热不均等, 均会产生严重的动静摩擦事故。这在余热发电遇到较少, 因为余热机组一般是低温低压机组, 没有加热装置, 中控操作员在开始暖机时, 把握好进汽量、合理加热汽缸和法兰即可避免。

(10) 停机后, 在汽缸温度较高时, 由于某种原因使冷水进入汽缸, 导致高温状态下的转子下侧接触到冷水, 局部骤然冷却, 出现很大的上下缸温差而产生热变形。据计算结果, 当转子上下温差达到105~200℃时, 会造成大轴弯曲。转子金属温度越高, 越容易造成大轴弯曲。另外一个原因是转子的原材料存在过大的内应力, 在较高的温度下, 经过一段时间的运转后, 内应力逐渐得到释放, 从而使转子产生弯曲变形。这种大轴弯曲也是产生摩擦的主要原因。

3 事故处理及防范措施

通过各种特征, 如机组振动增大、汽缸内有金属摩擦声或汽封处产生火花等, 结合表计指示值变化判断确实发生这种事故时, 应果断地故障停机, 不要采取降负荷和降转速的方法继续暖机, 以免延误停机时间而扩大事故, 加剧设备的损坏。停机时要记录转子的惰走时间, 静止后要进行手动盘车。如果无法盘车, 不要强行盘, 必须全面分析研究, 采取适当的措施, 必要时需揭缸检查。

为了防止汽轮机动静摩擦事故, 应采取相应的技术措施, 主要有以下几个方面。

(1) 运行人员要根据机组的结构特点, 认真分析转子和汽缸的膨胀特点和变化规律, 制定有效的防范措施, 并熟练掌握和控制胀差的方法。也就是说中控操作员应能够掌握热态、冷态机组的膨胀情况和时间, 并摸索出相应的规律, 及时调整机组的进汽量。

(2) 认真检查调整通流部分的间隙, 根据机组的实际情况和检查结果, 分析鉴定动静间隙的合理性, 必要时对规定值做适当修改, 使之适应正常的运行需要, 同时要求机组具备调整胀差的必要设备手段, 如汽封温度的调整手段, 也可以利用检修机会测出动静间隙, 分析是否合理, 再做调整。

(3) 加强启动、停机和工况变化时对胀差的监视, 注意对胀差的控制和调整。尤其是当水泥厂有两条生产线, 若一条生产线停止运行, 进汽量、压力、温度都发生变化时, 胀差也会发生变化, 应监测其变化值是否在正常的范围内。

(4) 在机组启动过程中, 应严格控制上下汽缸的温差和法兰内外壁温差, 不能超限, 以防汽缸变形造成动静摩擦。在冲转过程中, 对凝汽器冷却水系统的启动早晚和出口电动阀门开度的大小, 以及汽轮机排气室喷水装置的启停, 都应考虑到对上下缸温差的影响, 规程中也应严格规定不能超过50°C, 超过时, 严禁升速过临界。

(5) 注意监视转子的挠曲度。运行人员在启动前和启动过程中应严格监视转子的挠度指示, 不得超限。

(6) 严格控制蒸汽参数的变化, 以防发生水冲击损坏推力瓦。主蒸汽温度的突降是水冲击的主要特征, 水击事故是一种恶性事故, 如处理不及时, 易损坏汽轮机本体。通常情况下, 发生水击时, 主汽阀和调节汽阀的阀杆、法兰、轴封处可能会冒白汽, 主蒸汽温度会直线下降, 这时应立即拉闸停机。

(7) 加强对叶片的安全监督, 防止叶片及其连接件的断落。

(8) 严格控制机组振动, 机组超限的机组不允许长期运行, 要及时确认振动的来源, 一旦超过规定值, 要及时降负荷运行, 直到振动恢复到规定值内;如果在降负荷的过程中, 振动仍有上涨趋势, 应通知现场巡检人员解列发电机, 在解列的过程中, 转速下降, 观察振动的消缺情况, 如果仍未消缺, 应立即拉闸。

电站汽轮机通流部分故障分析 篇6

电站汽轮机是大型高速的旋转机械, 一旦发生故障, 不仅会造成其自身设备零部件的损坏, 还会对周围的环境设备埋下安全隐患, 严重威胁人们的生命与财产的安全。有数据显示, 对电站汽轮机通流部分进行有效故障分析诊断, 设备事故将减少72%, 相关的维修费用能降低30%左右[1]。因此, 对电站汽轮机通流部分的故障分析是非常必要, 且具有重要意义的。

1 电站汽轮机通流部分故障的特点

1.1 层次性

电站汽轮机的故障具有纵向性, 即下一层次的故障必然会导致上一层次的故障, 形成连锁反应, 如当循环水泵出现故障, 就会引发凝汽器真空下降, 导致低压缸热膨胀变形, 最终表现为机组运用失去平衡, 无法正常运转。这一特点能够帮助找到电站汽轮机通流部分故障的根本问题, 根据低层次的故障推断出高层次的故障并做好防范, 通过高层次的故障反推出低层次故障, 从而有效的解决问题的根源。

1.2 关联性

通流部分是一个完整、相关联的部分, 当其中一个零部件出现问题, 其周围相关的部件也会受到影响。该特点会扩大通流部分的故障, 造成在同一层次出现多种故障。如当电站汽轮机发生水冲击时, 推力轴承就会受到不同程度的损坏。

1.3 不及时性

通流部分发生故障不会立刻表现出来, 而是要经过一段时间达到质变才会显现。这一特点能够帮助对故障的走向及发展趋势做出预判, 最终起到有效预防故障进一步恶化的作用。根据电站汽轮机该特性, 可以通过其他部件的失灵来观察通流部分是否存在故障, 如通过监测其热力参数变化的速度, 能有效判断出其故障的发展程度并进行处理。

1.4 不稳定性

因流通部分是一个整体, 其中的零部件是相互关联的, 因此其故障的影响因素较多, 导致其具有了不稳定性。该特点增加了通流部分故障诊断分析的难度。如通流部分的循环水温出现问题, 工作人员不仅要考虑其工作场地因素, 还要注意到当时所处的天气气候对水温的影响。

2 电站汽轮机通流部分故障的分析

2.1 汽轮机结垢

电站汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械, 因此对水的质量要求较高, 但由于汽轮机内没有专门的汽包用于水汽分离, 致使在含盐类蒸汽时, 盐分被析出并沉积在通流部分, 导致汽轮机结垢[2]。在进行该故障分析时, 要先确认结垢的具体位置, 是否影响到其他部分, 当确认无误后方可进行进一步的分析。

汽轮机结垢会造成通流部分的蒸汽流量减少, 整体机组的输出压力就会降低;加大了通流部分内部零件的磨损, 降低了汽轮机的整体效率;改变了通流部分中流体动力和能量的分布。当对其进行监测分析时, 若出现机组负荷、主蒸汽流量、调节汽门开度及各级组相对的内部效率所需要的参数出现不正常的变化时, 则需要考虑是否是汽轮机结垢, 并进行排查。

2.2 通流部分发生腐蚀、磨损

因电站汽轮机中各锅炉管的膨胀系数不同, 因此在运行过程中就会形成不同的温度, 从而产生通流部分的不同零件之间的温度差, 导致氧化皮剥落, 并进入到其他零件部分造成腐蚀、磨损[3]。该故障会造成调节级的磨损, 其表现形式为蒸汽参数与相关的压力数值没有明显变化, 但负荷值与水流量会出现短时间的升高, 锅炉管中的压力值也会慢慢的升高, 但高压缸的工作效率却降低了。因此, 在监测分析该故障时, 要注意汽轮机给水量等数据的变化。

2.3 通流部分发生机械断落或脱落

通流部分发生机械断落或脱落大多数是因为其金属材料发生疲劳破坏所造成的, 即其金属材料在变应力的作用下其中某点产生了永久性的结构破坏, 致使在无数的循环使用后形成裂缝导致机械断落或脱落。该故障发生时, 汽轮机会出现叶片断裂、静叶堵塞及喷嘴脱落。汽轮机通流部分中轴向位移的负向增大, 调节级压力值会忽然升高, 各缸排汽压力降低, 高压缸的效率出现缓慢下降。所以, 在监测分析该故障时, 要关注各缸的排汽压力与温度、调节汽门开度、轴向位移的数据变化。

2.4 阀门门杆断裂或门芯脱落

阀门门杆断裂的原因多样, 不仅与其自身的材质、加工工艺与结构有关, 还受蒸汽管道的分布、阀座、型线等因素影响。该故障具体为高压调节汽门门杆断裂或门芯脱落及中压联合汽门门杆断裂或门芯脱落。该故障发生时, 调节级输出的压力会突然下降、输出热蒸汽的管道压力会忽然升高、低压缸、高压缸的相对内效率降低及机组整体负荷降低后恢复到同负荷时整体的压力就会增大。在监测分析该故障时, 要关注调节级后压力与各级组相对内效率的变化的情况。

3 结论

了解电站汽轮机通流部分故障的特点, 才能更好的对其故障进行分析, 以保证电站汽轮机的安全使用, 防止事故发生。电站汽轮机通流部分故障主要有汽轮机结垢、通流部分发生腐蚀或磨损、通流部分发生机械断落或脱落及阀门门杆断裂或门芯脱落。当故障发生时, 其相应的零部件或相关数据也会出现异常, 所以只要对其进行有效的监测分析就能及时分析通流部分的故障。

摘要:电站汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械, 对其通流部分进行故障分析能有效保证电站汽轮机的使用安全与寿命。本文主要讨论对电站汽轮机通流部分故障分析, 为保障其安全使用提供一些实操性的建议。

关键词:电站汽轮机,通流部分,故障分析

参考文献

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[2]黄毅.汽轮机通流部分故障诊断方法分析[J].科技与创新, 2014 (24) :119-120.

交叉口交通流仿真研究 篇7

控制城市交叉口交通流的方法通常是交通信号控制, 即根据未来交通流动态行为, 通过改变道路绿时长度或周期长度来控制信号灯的离散切换行为、调节交通流。近10 a来出现了很多交通控制的研究方法, Recker等人[1,2]研究了马尔可夫过程在交通控制中的应用, 卢燕俊等人[3]研究了混杂Petri网在交叉口建模中的应用, 赵晓华等人[4]研究了基于混杂系统的信号灯控制方法。

本文将交叉口视为混杂系统, 包含车辆数实时变化的连续动态部分, 及信号灯相位切换的离散事件部分。采用混杂自动机建立交通路口模型, 以道路车辆排队长度为连续状态变量, 以信号灯状态为离散状态变量。采用混杂自动机建模方法, 首先给出混杂自动机的定义, 在交通路口物理模型的基础上, 采用混杂自动机建立了1个4相位信号交叉口模型。最后采用CheckMate 3.6混杂系统工具箱进行仿真, 详细说明了基于混杂自动机模型的CheckMate仿真方法用于分析交通流的有效性。

1 混杂自动机

混杂自动机是1种应用于许多领域的数学建模工具。下面给出混杂自动机的基本描述。

定义1 。混杂自动机[5,6,7]是1个多元组, H= (Q, X, Init, f, Inv, E, G, R) 。其中混杂状态空间Q×X, Q={q1, q2, …, qn}是离散状态集合, X= (x1, x2, …, xv) 是连续状态空间;Init=QX0是初始状态的集合;f (Q, X) ={f (q1, X) , f (q2, X) , …, f (qn, X) }为各个离散状态qiQ下的连续动态方程的集合;Inv:Q→2x是1个函数, 赋予每个离散状态qiQ一个不变集, 当系统在某一离散状态下的连续轨迹脱离不变集时, 则发生离散转移;E是离散状态转移的集合, EQ×Q;G:E→2x是1个函数, 对每1个离散状态转移e= (q, q′) ∈E设定1个连续状态变量必需满足的条件, 称为保证集, 当系统连续轨迹到达状态 (q, x) ∈G (e) 时, 将发生离散转移;R:E×X→2x是1个函数, 在每1次离散转移e= (q, q′) ∈E时对连续状态和离散状态进行重新赋值。混杂自动机模型可以用图1所示。

2 交通路口混杂自动机模型的建立

考虑一种4相位单交叉口, 如图2所示, 交叉口有8条车道x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8, 交叉口的相位设置如图3所示。

为了研究方便, 作如下简化:①信号灯只有红和绿2种状态;②车辆到达率和驶出率在1个相位时间内维持不变, 即到达率和驶出率在1个相位时间内是常量;③道路车辆排队长度是连续时间变量。

以上的假设在一定的条件下是可行的。通常的情况下黄灯时间很短, 基本不影响整个系统的分析, 另外, 建模的主要目的采用CheckMate仿真交叉路口的交通流动态, 在交叉口信号灯1个相位时间比较短的情况下, 可以近似认为在1个相位时间内车辆的到达率和驶出率是常量。研究交通流动态行为, 仅仅在车辆到达率和驶出率比较高的情况下才有意义, 而在这种情况下, 可以把交叉口车辆的排队长度处理为连续时间变量。

基于以上假设, 作如下设定:

1) 设每个车道xv在第i个相位的车辆到达率和驶出率分别是λv iμv。当信号灯为红灯时, 车道上车辆的变化只受到达率影响;当信号灯为绿灯时, 车道上车辆的变化由到达率和驶出率共同决定。

2) xv (t) 为在车道xv上时刻t的车辆排队长度, 假设排队长度是一个连续时间变量。

3) t1、t2、t3和t4分别表示相位1、相位2、相位3和相位4的绿灯时间, 用X (t) 为8维连续状态变量, X (t) = (x1 (t) , x2 (t) , x3 (t) , x4 (t) , x5 (t) , x6 (t) , x7 (t) , x8 (t) ) ′。下面写出各个相位的每个车道车辆排队长度的连续动态方程。

在相位1, 如图3所示, x1和x5是绿灯, 其他车道是红灯, 根据设定1, 各个车道上车辆排队长度的连续动态方程为:

X˙ (t) =f (q1, X) {x˙1 (t) =λ1, 1-μ1;x˙2 (t) =λ2, 1x˙3 (t) =λ3, 1;x˙4 (t) =λ4, 1x˙5 (t) =λ5, 1-μ5;x˙6 (t) =λ6, 1x˙7 (t) =λ7, 1;x˙8 (t) =λ8, 1

同理, 在相位n, 车道xnxn+4是绿灯, 其他车道为红灯, 各车道车辆排队长度动态方程为:

X˙ (t) =f (qn, X) {x˙n (t) =λn, n-μnx˙n+4 (t) =λn+4, n-μn+4x˙m (t) =λm, n, mn, m8

根据上面的分析, 4相位单交叉口交通流动态模型可以建立为混杂自动机模型如图4所示, 模型中4个离散状态Q={q1, q2, q3, q4}分别表示交叉口的相位1、相位2、相位3和相位4。

3 基于CheckMate的仿真实验

本文采用Carnegie Mellon大学电气与计算机工程系开发设计的CheckMate 3.6[8,9,10]混杂系统工具箱在Matlab环境下对交叉口混杂自动机模型进行仿真研究。CheckMate能够用于对阈值事件驱动的混杂系统 (threshold-event-driven hybrid system) 进行建模。1个阈值事件驱动的混杂系统 (TEDHS) 由3个子系统构成:切换连续系统、阈值事件发生器、有限状态自动机, 可以由图5表示。

在CheckMate仿真系统中, TEDHS模型由以下3个主要模块组成:切换连续系统模块定义在不同的离散状态下系统的连续动态行为, 能够定义线性或非线性动态方程;多面体阈值判决模块为不同离散状态之间的切换定义转移条件, 该模块在仿真系统中产生事件, 驱动各个离散状态之间的切换;有限状态自动机模块定义1个由事件驱动的有限状态转移系统的离散状态及各个离散状态之间的切换序列。主要模块如图6[10]所示。

采用CheckMate建立的基于Stateflow的单交叉口有限状态自动机模型如图7所示, 在Matlab环境下使用CheckMate建立的交叉口混杂自动机Simulink仿真模型如图8所示, 采用北京市西大望路大望桥处的4相位交叉口实际观测的交通流数据, 在交通流高峰期, 不同车道的车辆到达率一般为0.20~0.40 辆/s , 不同车道的车辆驶出率一般为0.7~1 辆/s 。由于不同车道的车辆驶出率受车道宽度影响最大, 故在交通流高峰期可将车道的车辆驶出率在1个信号周期内视为恒定值。

取1个信号周期长度为110 s, 相位1、相位2、相位3和相位4的绿灯时间分别为30、20、35和25 s, 各车道的初始排队长度为:[15, 11, 10, 12, 13, 9, 7, 14], 各车道的车辆到达率:在相位1时为[0.30, 0.20, 0.30, 0.20, 0.30, 0.20, 0.30, 0.20];在相位2时为[0.21, 0.22, 0.32, 0.21, 0.31, 0.22, 0.29, 0.23];在相位3时为[0.20, 0.21, 0.31, 0.20, 0.23, 0.20, 0.30, 0.21];在相位4时为[0.22, 0.23, 0.30, 0.31, 0.22, 0.21, 0.29, 0.30]。各车道的车辆驶出率为:[0.8, 1.0, 0.9, 1.0, 0.8, 1.0, 0.9, 1.0]。设定仿真时间为1个信号周期长度110 s, 可得到车道x1和x3的车辆排队长度的动态变化过程如图9所示, 图中x轴表示车道x1的车辆排队长度, y轴表示车道x3的车辆排队长度。设定仿真时间为2个信号周期长度220 s, 可得到车道x1和x3的车辆排队长度以及各相位的时间变化过程如图10所示。

结合图9和图10, 可以得出, 系统从初始点出发, 在相位1的状态下, 车道x1是绿灯、x3是红灯, x1 (t) 减少、x3 (t) 增加;在相位2的状态下, 车道x1和x3都是红灯, x1 (t) 和x3 (t) 都增加;在相位3的状态下, 车道x1是红灯、x3是绿灯, x1 (t) 增加、x3 (t) 减少;在相位4的状态下, 车道x1和x3都是红灯, x1 (t) 和x3 (t) 都增加。其他各车道排队长度的变化情况同样可以得到。仿真结果不仅能够明确地刻画出各车道车流的动态变化过程, 而且能够得出在给定的信号灯配时方案情况下, 各车道车辆排队长度在一定的时间区间内可能到达的上限值。

4 结束语

在交通路口中, 动态的车流具有连续时间特性, 动态信号灯的切换具有离散事件特性, 这导致传统的方法难以对这类问题进行建模和分析。本文采用混杂自动机对1个4相位的交通路口进行建模, 考虑了动态车流的连续性和动态信号灯的离散性, 并详细分析了车流和信号灯的混杂特性。根据北京市西大望路大望桥处的4相位交叉口实际观测的交通流数据, 采用了CheckMate 3.6混杂系统仿真工具箱对模型进行了仿真研究。仿真结果显示采CheckMate建立的单交叉口混杂自动机模型不仅能够刻画各车道车流的动态变化过程, 而且能够验证信号灯配时方案对交叉口车流控制的有效性, 为信号灯配时设计提供1种有效的检验方法。

参考文献

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通流试验论文 篇8

关键词:汽轮机,通流,检修

1 350MW汽轮机组存在的问题及原因分析

某电厂的两台亚临界350MW汽轮机组投运后, 分别对其进行了热力性能试验, 试验发现机组存在下述问题:1、2号机高压缸及低压缸效率偏低;1号机中压缸效率偏低;1、2号机高、中压缸平衡盘漏汽量偏大;1、2号机过热减温水投入量偏大;1、2号机再热减温水投入量偏大;1、2号机加热器下端差偏大;1号机小汽轮机进汽流量偏大;主、再热蒸汽参数及排汽压力偏离设计。

从以上机组存在的问题来看, 影响机组缸效率和热耗值的原因是多方面的: (1) 安装的原因。使得高压通流部分动叶叶顶汽封和隔板汽封较原设计值偏大, 级间漏汽量大, 直接影响级效率; (2) 高压本体内漏的原因。高中压内部件 (隔板套、内缸) 水平中分面的螺栓热紧值没有按设计执行, 运行中发生中分面泄漏, 导致高压缸内外缸夹层漏汽量比设计值大、高排温度升高, 高压缸效率下降; (3) 加工的原因。实际加工结果如果和设计上存在一些微小偏差, 都有可能影响高压缸效率。 (4) 阀门压损的影响。由于试验过程中不是以阀点为基准, 而是在顺序阀的额定功率下进行, 这样必然会存在一定的节流损失, 使得高压缸效率下降, 降低了经济性。 (5) 运行中, 暖机的时间或上下缸温差控制不好, 都会导致缸体变形, 发生中分面张口。总之, 影响汽轮机高压缸效率的因素是多方面的, 第 (1) 、 (2) 项可以利用停机的时间来消缺, 第 (3) 项的可能性并不大, 主要原因是随着各种大型加工设备的引进, 加工精度已越来越高, 产生加工偏差几率极小, 第 (4) 、 (5) 项上可以做一些改进工作, 通过合理调整阀门开启顺序, 可使机组在更为经济的工况下运行。

2 检修方案

2.1 调整通流部分的间隙

合理地控制通流部分汽封的间隙值, 看其是否在合理的设计范围内。超差的部分要进行整修, 以保证热耗。

2.2 检查

为提高检修质量, 检查工作是必不可少的。检查内容如表1。

2.3 更换部分高中压弹性汽封

为进一步提高机组经济性, 对高压进、排汽平衡环处的部分汽封, 高中压的端部内汽封进行弹性汽封改进。可采用压力敏感汽封结构, 安装位置如图1~图4。

2.3.1 弹性汽封的特点

(1) 弹性汽封允许汽封圈通过弹簧力在转子表面浮动, 避免对转子产生碰磨; (2) 改进汽封间隙, 减少摩擦损失; (3) 减少汽封间隙, 提高机组性能; (4) 排除转子局部摩擦产生过热, 转子弯曲和振动明显减少。

2.3.2 弹性汽封的结构

原设计的汽封采用板弹簧将汽封圈压紧并支撑到汽封体相应的槽中, 见图5。

改进后的弹性汽封通过圆弹簧支撑汽封圈, 弹簧力与汽封圈的重量相平衡 (与板弹簧相比弹簧力小) , 由于弹簧力较小, 可以避免启动时的摩擦损伤, 见图6、7。启动时, 由弹簧支撑, 汽封圈轻轻地接触T型槽肩部, 与转子接触时容易向外侧避开, 不会因为过度接触而产生转子的损伤和振动。带负荷运行时, 通过入口、出口压力差, 使得汽封圈紧压在T型槽肩部, 保持稳定状态。

2.3.3 密封的安装方法

密封的安装流程如下:拆卸汽缸→起吊隔板→摘下汽封圈→装上弹性汽封→找中心→装入隔板→调整测量汽封间隙→装配汽缸。

汽封结构如图8, 装配图如图9。

2.4 喷嘴的抛光

由于水质等原因, 高中压部分的喷嘴很容易结垢, 从而影响机组的效率。在检修时对高中压部分的喷嘴进行抛光处理, 增加喷嘴的表面光洁度, 降低蒸汽在喷嘴的流动损失。图10为蒸汽在喷嘴中的流动。喷嘴的抛光工作流程如图11。

3结语

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