1、汽輪機高壓缸強度及改進探究汽輪機高壓缸強度及改進探究摘 要：汽輪機高壓缸對企業(yè)的發(fā)展起著重耍的作用，但是一 些企業(yè)的汽輪機高壓缸存在一些問題，不利于企業(yè)進行正常的生產(chǎn)活 動。文章將介紹對汽輪機高壓缸進行分析的有限元法以及與建立汽輪 機高壓缸有限元模型有關(guān)的內(nèi)容，然后分析了汽輪機高壓缸強度低的 原因，探討改進汽輪機高壓缸強度的方法，從而提高發(fā)電機組的運行 效率，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益。關(guān)鍵詞：汽輪機；高壓缸；強度；改進方法近幾年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，企業(yè)耍想在激烈的市場競爭條 件下占據(jù)優(yōu)勢地位，就必須提高企業(yè)內(nèi)部發(fā)電機組的質(zhì)量，其中汽輪 機是保證發(fā)電機組正常運轉(zhuǎn)的重耍部件，汽輪機中的高壓缸為

2、在汽輪 機通流工作中發(fā)揮著不可替代的作用，但是高壓缸結(jié)構(gòu)復(fù)朵，容易出 現(xiàn)故障，嚴重影響了企業(yè)發(fā)電機組的正常運轉(zhuǎn)，所以對汽輪機高壓缸 強度進行改進的工作刻不容緩。1汽輪機高壓缸有限元法的簡介1.1有限元法的理論依據(jù)1.1.1外力作用于處于平衡狀態(tài)下的彈性體產(chǎn)生的虛功與虛應(yīng) 變能當外力作用于處于平衡狀態(tài)下的彈性體的時候，彈性體的形態(tài)會 發(fā)生變化，并在力的作用下發(fā)生移動，在此過程中，外力所做的功就 稱作虛功，彈性體內(nèi)部產(chǎn)生的力所做的功就是虛應(yīng)變能。通常情況下, 耍想提高有限元法應(yīng)用的準確性，必須要確保彈性體發(fā)生的位移是在 彈性體結(jié)構(gòu)的約束條件和變形極限下出現(xiàn)的。1. 1.2外力作用于處于平衡狀態(tài)下的

3、彈性體產(chǎn)生的虛位移當外力作用于處于平衡狀態(tài)下的彈性體的時候，彈性體就會發(fā)生 移動，該微小的移動就是虛位移。一般情況下，要想使用虛位移原理 來使用有限元法進行相應(yīng)的分析，必須確保彈性體發(fā)生形變時周圍的 溫度、外力等因素保持不變。1.2有限元法的應(yīng)用情況在使用有限元法進行相應(yīng)的數(shù)值計算的時候，要將連續(xù)的求解區(qū) 域進行離散處理，并將各個離散的小單元通過節(jié)點連接起來，形成一 個聯(lián)系緊密的組合體，然后再進行相應(yīng)的求解工作。在此過程中，能 簡化復(fù)雜的求解區(qū)域，降低求解難度，提高計算結(jié)果的準確性。2與建立汽輪機高壓缸有限元模型有關(guān)的內(nèi)容2. 1汽輪機高壓缸模型的處理工作2. 1. 1汽輪機的內(nèi)部構(gòu)造以及汽輪

4、機在發(fā)電機組中的主要作用企業(yè)在使用發(fā)電機組進行火力發(fā)電的吋候，必須要使用汽輪機來 確保發(fā)電機組的正常運轉(zhuǎn)。汽輪機的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其中最主要的構(gòu)建 就是汽缸，并作為汽輪機的外殼，汽缸內(nèi)部與大氣相分離，因而產(chǎn)生 了密閉的汽室，該汽室能將熱能轉(zhuǎn)換成汽輪機運動所需的機械能。另 外，為了確保汽缸擁有較好的密封性，汽缸內(nèi)部還有汽封、隔板套等 構(gòu)件。為了對汽缸內(nèi)部進行清理，汽缸外部還連有進、排氣管道，還 有提高汽缸穩(wěn)定性的支撐座。2.1.2建立汽輪機高壓缸有限元模型的注意事項建立汽輪機高壓缸有限元模型的過程是復(fù)雜的，為了減少建模人 員的工作負擔，在建模的過程中，可以忽略次要部位，對局部結(jié)構(gòu)進 行簡化處理，從而

5、實現(xiàn)簡化模型的目的，提高建模的速度。2. 2確定建立汽輪機高壓缸模型的邊界條件設(shè)計人員在建立汽輪機高壓缸模型時，必須確定建立汽輪機高壓 缸模型的邊界條件，對此，確保支承、軸對稱等結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連續(xù) 性，另外，還要根據(jù)螺栓的規(guī)格來確定螺栓的緊固程度。為了提高螺 栓連接的實用性和可靠性，必須要正確連接法蘭螺栓，并用罩螺母來 對螺栓進行固定處理。2.3對汽輪機高壓缸的網(wǎng)格劃分進行控制并進行評估為了提高汽缸設(shè)計的合理性，在建模的過程中，設(shè)計人員要對汽 輪機高壓缸的網(wǎng)格劃分進行控制，并對網(wǎng)格的劃分情況進行評估，從 而提高相關(guān)計算結(jié)果的準確性，確保汽輪機高壓缸的正常運轉(zhuǎn)。3造成汽輪機高壓缸強度低的主要原因

6、3. 1在制造汽輪機高壓缸的吋候螺栓材料的質(zhì)量較差完整的汽輪機高壓缸必須要用螺栓材料來進行固定，但是一些加 工制造人員在制造汽輪機高壓缸的時候，忽視了螺栓材料的重要性， 在制造高壓缸的時候沒有選取規(guī)格符合標準的螺栓材料，因而使得汽 輪機高壓缸的強度較低，無法確保企業(yè)發(fā)電機組的安全運轉(zhuǎn)，阻礙了 企業(yè)的生產(chǎn)效率，不利于企業(yè)的長遠發(fā)展。3.2制造加工汽輪機高壓缸的過程缺乏規(guī)范性目前，人們的綸活節(jié)奏逐漸加快，一些制造加工汽輪機高壓缸的 企業(yè)為了在較短的時間內(nèi)獲得最大效益，盲目縮短汽輪機高壓缸的制 造吋間，因而高壓缸的制造工序不夠系統(tǒng)全面，高壓缸的質(zhì)量無法獲 得保證，使用此種高壓缸之后，企業(yè)牛產(chǎn)活動的可

7、能無法順利進行， 甚至會給企業(yè)的發(fā)電機組帶來毀滅性的破壞，給企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟 損失。3.3在設(shè)計汽輪機高壓缸的時候結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏合理性對于汽輪機高壓缸來說，其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要求設(shè)計人員必須對缸體 所需的零部件進行正確的選擇和搭配，但是設(shè)計汽輪機高壓缸的人員 缺乏與高壓缸設(shè)計有關(guān)的知識，因而對缸體所需的零部件進行正確的 定位，螺栓的預(yù)緊力不當，因而使得汽輪機高壓缸的質(zhì)量較差，無法 確保企業(yè)發(fā)電機組的安全運轉(zhuǎn)。3.4運行汽輪機高壓缸的方法不當啟動汽輪機方法的正確與否也會對高壓缸的強度造成嚴重的影 響，但是些汽輪機高壓缸的運行人員缺乏運行汽輪機的經(jīng)驗，因而 采取錯誤的方法運行汽輪機，進而導(dǎo)致了高壓缸內(nèi)部

8、的溫度迅速提升, 如果內(nèi)部壓強增大到一定程度，就會引起高壓缸出現(xiàn)漏汽的現(xiàn)象，發(fā) 電機組無法正常運轉(zhuǎn)，企業(yè)的生產(chǎn)效率下降，不利于企業(yè)的長遠發(fā)展。4改進汽輪機高壓缸強度的主要方法4.1使用優(yōu)質(zhì)的螺栓材料制造汽輪機高壓缸有關(guān)部門必須加大監(jiān)督力度，督促制造汽輪機高壓缸采購人員采 購優(yōu)質(zhì)的螺栓材料，對于制造汽輪機高壓缸的企業(yè)來說，也要對采購 人員的行為進行監(jiān)督，防止采購人員用高價購買劣質(zhì)的產(chǎn)品。另外， 在螺栓材料入庫的時候，要對材料進行檢驗，以此來保證螺栓材料的 質(zhì)量。4. 2提高汽輪機高壓缸制造過程的規(guī)范性首先，國家有關(guān)部門必須要加強對汽輪機高壓缸制造工序的管理, 從而確保足夠的時間進行汽輪機高壓缸的

9、制造工作，在一定程度上提 高汽輪機高壓缸的質(zhì)量。其次，汽輪機高壓缸制造企業(yè)必須要按照規(guī) 定的制造工序進行汽輪機高壓缸的制造工作，除此之外，還要進行技 術(shù)的創(chuàng)新，在保證汽輪機高壓缸質(zhì)量的前提下縮短制造吋間，為企業(yè) 增加競爭優(yōu)勢。4. 3優(yōu)化螺栓和缸體的布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須要提高自身的優(yōu)化設(shè)計能力，對此，必須在fi常工 作中學習與汽輪機高壓缸設(shè)計有關(guān)的知識，然后優(yōu)化螺栓和缸體的布 局和結(jié)構(gòu)，提高高壓缸的強度和質(zhì)量，確保汽輪機高壓缸的需求者能 夠通過汽輪機高壓缸的使用而獲得更多的經(jīng)濟利益。4.4提高汽輪機運行操作的準確性運行汽輪機的操作是復(fù)雜的，為了防止汽輪機的錯誤操作引起高 壓缸出現(xiàn)漏汽的現(xiàn)象，運行汽輪機的人員必須要擁有豐富的運行經(jīng)驗, 并不斷學習與操作汽輪機有關(guān)的知識，從而能夠確保汽輪機的止常運 轉(zhuǎn)，防止高壓缸出現(xiàn)漏汽的現(xiàn)象。5結(jié)束語汽輪機在企業(yè)發(fā)電機組運行的過程中發(fā)揮著重要的作用，為了防 止高壓缸出現(xiàn)漏汽的現(xiàn)象，汽輪機高壓缸的制造者必須要使用優(yōu)質(zhì)的 螺栓材料，還要提高汽輪機高壓缸制造過程的規(guī)范性，優(yōu)化螺栓和缸 體的布局和結(jié)構(gòu)，提高汽輪機運行操作的準確性，真正實現(xiàn)企業(yè)的持 續(xù)生產(chǎn)，實現(xiàn)企業(yè)的長遠發(fā)展。參考文獻1 施延洲，焦林生，姚嘯林，等超臨界汽輪機組滑壓運行優(yōu)化 實驗j熱力發(fā)電，2013, 12 (42)： 111-112.2 張，胥建群，李剛