汽輪機(jī)組微波諧振腔濕度測(cè)量方法實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在大型火力發(fā)電廠中，汽輪機(jī)內(nèi)蒸汽濕度、透平油中含水率和氫冷發(fā)電機(jī)中氫氣濕度都直接影響著機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。凝汽式汽輪機(jī)的末幾級(jí)工作在濕蒸汽區(qū)。濕蒸汽會(huì)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行帶來濕汽損失和葉片侵蝕兩方面的問題。透平油含水率過高會(huì)使油的抗乳化度降低而失去潤(rùn)滑性能，不能在軸承內(nèi)形成穩(wěn)定的油膜，引起軸頸和軸承的非正常磨損、“燒瓦”、“抱瓦”等事故。氫冷發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度增大，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定子絕緣及金屬結(jié)構(gòu)件腐蝕，嚴(yán)重時(shí)造成接地或相間短路等重大事故。因此，蒸

2、汽濕度、透平油中含水率和氫氣濕度準(zhǔn)確測(cè)量與確定是一個(gè)重要的研究方向，對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供幫助與指導(dǎo)。 本文以微波諧振腔微擾測(cè)濕技術(shù)應(yīng)用研究為課題，主要在汽輪機(jī)排汽濕度、透平油含水率和發(fā)電機(jī)冷卻氫氣濕度檢測(cè)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)方面開展研究工作。 分析了汽輪機(jī)排汽、透平油和濕氫氣的介電特性，分別導(dǎo)出了含濕介質(zhì)等效介電常數(shù)與介質(zhì)濕度關(guān)系的表達(dá)式；提出了基于微波諧振腔微擾技術(shù)測(cè)量汽輪機(jī)透平油含水率的微波諧振腔微擾法，闡述了該測(cè)

3、量方法的原理；確定了適用于測(cè)量介質(zhì)濕度的諧振腔類型、諧振腔工作模式、導(dǎo)出了選定諧振腔類型和工作模式的諧振腔頻偏與介質(zhì)濕度的關(guān)系。 研究了微波諧振腔微擾法測(cè)濕技術(shù)實(shí)現(xiàn)及測(cè)量裝置研制中的一些關(guān)鍵問題。對(duì)微波諧振腔測(cè)濕裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，根據(jù)微波頻段不同波長(zhǎng)與水的介電常數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系及工作波長(zhǎng)對(duì)諧振腔尺寸的要求確定了工作頻率；諧振腔作為測(cè)量裝置的傳感器，是測(cè)量裝置的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)及電磁特性優(yōu)劣對(duì)測(cè)量精度有很大影響，借助ANSOFTHFSS軟

4、件對(duì)諧振腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；對(duì)設(shè)計(jì)的諧振腔進(jìn)行了高頻電磁特性分析。 設(shè)計(jì)了汽輪機(jī)排汽濕度在線測(cè)量系統(tǒng)并安裝在保定熱電廠200MW機(jī)組；對(duì)該系統(tǒng)采樣裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)工況下的模擬計(jì)算，確定了采樣位置與實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法。設(shè)計(jì)、搭建透平油實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為研究諧振腔溫度與頻偏的關(guān)系、透平油含水率與頻偏的關(guān)系提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 利用自建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)得到了透平油測(cè)量諧振腔溫度與頻偏的關(guān)系曲線(諧振腔溫度漂移補(bǔ)償曲線)、擬合并得出了關(guān)聯(lián)公式；