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大型汽輪發電機出租可傾瓦軸承損耗研究


600MW汽輪發電機出租發自引進以來,沿襲美國西屋公司設計型式已生產過2臺考核機組,后又生產優化型。徑向軸承采用可傾瓦軸承,因為軸承穩定性較好,所以一直未進行計算開發工作。本文針對600MW機組的軸承損耗這一問題,采用有限元法,對軸承進行計算分析,這樣,在設計中可以優化設計方案,有效降低軸承損耗。
以秦山650MW汽輪發電機出租軸承為例,對其損耗進行了計算,并于2000年2月份在機組上進行了軸承功耗的實測,以驗證該計算程序。
1.1可傾瓦軸承損耗的計算在本程序的計算中,假定軸承的潤滑油為不可壓縮牛頓流體,忽略油層的重量和起動時慣性力以及油膜厚度方向上的壓力梯度、層流或紊流工況,軸頸與軸瓦無變形。
在流體潤滑理論中,Reynolds方程描述了徑向滑動軸承的工作過程,它綜合表達了油膜壓力、潤滑油粘度、軸頸轉速以及軸承結構參數(軸徑、軸承寬度、半徑間隙)等彼此間復雜的作用關系,我們所作的軸承性能計算,便是針對軸承的具體幾何參數和運行工況,用有限元方法對二維的Reynolds方程進行求解,從而得到軸承的靜、動特性參數即油膜壓力、功耗、溫升、潤滑油流量等數據。發電機出租以前曾進行過固定瓦滑動軸承的動靜特性程序開發工作,而可傾瓦軸承比其它固定瓦軸承多了各瓦的擺動,所以,在各個可傾瓦軸承的方程中都應當考慮這個因素。
大型汽輪發電機出租可傾瓦軸承損耗研究
可傾瓦軸承的無量綱油膜厚度為:程當為常數時,求靜特性的Reynolds方程為:13力矩平衡方程軸上的壓力對支點的力矩的表達式可寫為:1.1.4承載力1.1.5摩擦阻力軸頸表面的剪應力為:摩擦阻力:(阻=手LXIf-卜取=.R2為阻力的相對單位,則無量綱阻力方程:如油膜有破裂,則摩擦阻力如下:以上各,'為瓦塊工作長度;(為瓦塊內圓弧直徑;為軸頸半徑;為瓦塊半徑間隙、加工間隙;'為支點圓半徑間隙;為軸承偏心距;為相瓦塊半徑間隙的偏心率;  發電機出租由于可傾瓦軸承在穩態工作時,各軸瓦處于平衡狀態,因此在計算中要聯立方程(2)和ST=0,以求解各瓦的壓力分布,各瓦的擺角和軸承的承載系數,這樣在差分迭代求解時不但要修偏位角,而且也要修擺角。
偏位角修正與擺角修正,可以用二分法使其收斂。偏位角取修正量為:耗。計算公式如下:C潤滑油比熱,/kg p潤滑油密度,kg/m3;-T溫升,6AT=T=ut-Tm,T=ut為出油溫度,Tin為進油溫度。
1.2.2軸承損耗的測試試驗采用的方法是在發電機兩端軸承進出油管道中,發電機出租靠近軸承的位置安裝測量油的電阻溫度計,以及渦輪流量計,測量各種工況下,通過軸承的進油量,進油溫度和出油溫度,計算出軸承在各工況下的功耗。
采用的儀器,電阻溫度計,分度號Cu50,精度000r/min,進油溫度控制在40C,運行穩定時進行測量。平均功耗誤差計算:偏位角修正公式為:,=0Sigi(01)。,s(11)擺角的初值:在計算中取軸瓦最大擺角的1,軸瓦的最大擺角的計算公式為:所測平均功耗誤差范圍在4.1kW.為軸瓦出口與角起始線的夾角。
擺角的修正公式為:2損耗計算與實測2.1損耗計算該軸承為三瓦塊式的可傾瓦軸承,上部瓦塊固定,開有周向槽,下面兩塊瓦為可傾瓦。結構尺寸見表1.表1軸承結構參數名稱數值軸承載荷/L318500軸頸轉速/min-13000軸頸直徑/mm500軸承長徑比0.812軸承平均比壓/MPa0.16間隙比0.0021軸承瓦塊數/塊3瓦塊張角/°75相鄰兩瓦支點/°135http://www.cnki.net在決定擺角的修正方向和步長的同時,也作為判斷軸瓦是否到達平衡位置的判據。
1.2軸承損耗試驗1.2.1試驗原理假定軸承中的摩擦功耗所產生的熱量全部由潤滑油帶走,忽略熱傳導和熱幅射帶走的熱量。本次試驗通過測量軸承潤滑油的流量和進油、出油的溫度,根據潤滑油的流量和溫升確定軸承的摩擦功府大力支持,由市建委出面,市領導親任指揮長,組織電信、煤氣、自來水、交管等各市政部門,多方出力,歷時3個月,在老城區的中心地段完成了長1000m的‘前進四路電纜隧道“,這樣一來,徹底解決了高壓入城的通道問題,同時也填補了武漢市在這一領域的空白。但由于電力部門本身計劃的狹隘性,使得剛剛完成的隧道路面仍然凌亂地存在著10kV架空線,這對城市的綜合環境整治不能不說是個遺憾。
3城市電力網改造的規劃綜上所述,老城區的城網改造勢在必行,最好的方法是電力部門緊緊依靠當地政府根據當地的總體規劃,發電機出租制訂出本系統的發展計劃。應該采用綜合管理,不能只注重本系統內的專業改造,而與當地的規劃建設分離開來,使其與政府的行為不和拍,忽略了周邊可以利用的因素,同時,造成不應有的互相牽制,也就放慢了城網改造的步伐。在今后的改造計劃中,電力部門還應單獨列出一塊計劃爭取資金以配合城市的綜合整治,采用多種方式,多種渠道,抓住機遇,利用一切可以利用的力量,使所投入的城網改造資金發揮最大的效應,盡快地完善電力網建設,優化電力網結構。
解決電力建設資金不足問題,關鍵是電力部門應解放思想,轉變觀念,多市場、多渠道、多方式融資,不斷擴充資金的來源。首先,要全面重視開發電力投資市場,形成政府、企業、國內外市場的多元化投資。第二,拓寬渠道,實現多種方式融資,注重民間資本和資本運作。第三,采取政策和調控的導向作用。第四、改組和盤活存量資產,通過股權轉讓、資產出售、資產置換等方式,實現資金的快速周轉。
作為政府規劃部門,應注意與電力部門的合作,真正做到信息共享,統一規劃,減少重復投資和重復建設。作為電力管理部門,發電機出租在實行多方建設,統一管理的原則下,還應該在政策和法規上,注重宏觀調控,鼓勵企業積極參與基礎設施建設,以減輕城網改造和建設的壓力。
4結束語總之,城市建設規劃先行“。現代化城市的發展離不開科學的城市規劃和管理,完善而強有力的基礎設施又是城市發展的重要保障。全面提高城市供電網絡的供電質量,必須重視老城區的電力建設,在盡可能短的時間內完成老城區電網的徹底改造,以全新的面貌迎接新一輪經濟大潮的到來。在現有的條件下,加強城市電力系統的規劃和建設,必須實現城市電網建設的資本化和市場化,只有這樣才可以適應知識經濟的挑戰,才可以適應21世紀城市高速發展的要求。
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