太阳能光热发电汽轮机转子热机械应力分析及启动优化

作者：焦玉雪; 徐自力; 尹刚; 吴方松; 范小平

来源：汽轮机技术, 2020, 62(06): 417-429.

• 太阳能光热发电汽轮机
• 转子
• 疲劳寿命
• 启动优化
• 热机械应力

分析了太阳能光热发电汽轮机区别于传统火电汽轮机的主要技术特点,采用数值方法研究了某50MW光热发电汽轮机高压、中低压转子冷态启动过程中的热、机械应力的变化及其影响因素。研究表明:与火电汽轮机高压转子较危险不同,光热汽轮机转子最大等效应力、低周疲劳裂纹较易出现在中低压转子,其启动过程中热机械应力是制约光热汽轮机快速启动、频繁启停、变负荷运转的重要因素。并对原启动曲线中不合理、偏保守的地方进行了优化,减少未带负荷的冲转暖机时间,适时升速减少中低速暖机时间,增加低负荷暖机时长。优化方案缩短了24.4%的启动时长,关键部位最大等效热机械应力降低了23.46%,其疲劳寿命总损伤降低为1.83%,较好地满足了光热电站对光热汽轮机转子25年服役寿命周期内250次冷态启动的许用寿命要求。该优化方案较大地提升了机组的经济性及安全性,保障了光热汽轮机频繁快速启动的性能要求。

• 单位
  东方电气集团东方汽轮机有限公司; 机械结构强度与振动国家重点实验室