作者单位
摘要
1 东北电力大学自动化工程学院, 吉林 吉林 132012
2 东北电力大学节能与测控技术研究中心, 吉林 吉林 132012
蒸汽湿度的测量对汽轮机安全、经济运行具有重要意义。为了能够实现直接对排汽湿度准确、快速在线监测, 以948 nm-DFB可调谐激光器为传感部件, 以单片机C8051F410为核心, 基于TDLAS-WMS技术开展了汽轮机末级湿度检测系统设计。其中讨论了TDLAS技术湿度检测原理, 推导了湿度与可调谐激光的理论公式, 并结合有关谐波信号检测、PID温度控制、锁相放大以及所需软件的设计, 完成了汽轮机湿度测量系统的开发。通过比测实验结果表明, 该湿度检测系统具有较好的实用性及可行性。其湿度测量误差在±1.2%以内, 能够满足对汽轮机湿度高动态、高精度测量的需要。
光谱分析 汽轮机 排汽湿度 锁相放大 波长调制 spectral analysis steam turbine exhaust wetness lock-in amplifier wavelength modulation 
应用激光
2017, 37(3): 435
作者单位
摘要
1 中原工学院机电学院, 河南 郑州 450007
2 浙江工业大学激光先进制造研究院, 浙江 杭州 310014
3 浙江省高端激光制造装备协同创新中心, 浙江 杭州 310014
针对汽轮机转子轴颈易损伤的问题, 采用2 kW半导体激光器进行同轴送粉的激光再制造Fe基合金试验, 以提升其表面性能, 解决失效问题;采用显微硬度计、气蚀装置与残余应力分析仪分别测试了再制造层的显微硬度、抗气蚀性能与残余应力。结果表明, 再制造层最高显微硬度为359 HV0.2, 平均显微硬度为353 HV0.2, 较基体提高20%, 再制造层的抗气蚀性能较基体提高了3倍以上。再制造层的表层两端的残余应力为压应力, 中部为拉应力, 从基体到热影响区逐渐升高;沿层深由再制造层至热影响区, 残余压应力先转变为拉应力, 再转变为压应力。另外由实验数据依据弹性力学的叠加原理, 提出了确定再制造层残余应力的反推法。
激光再制造 半导体激光器 铁基合金 抗气蚀性能 汽轮机转子轴 残余应力 laser remanufacturing diode laser Fe-based alloy cavitation resistance property shaft of steam turbine rotor residual stress 
应用激光
2016, 36(2): 131
作者单位
摘要
1 长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114
2 湖南有色金属职业技术学院, 株洲 412006
为了研究测量汽轮机内部湿蒸气特性, 采用了基于后向激光散射法的测量新方法, 得到不同角度不同位置湿蒸气散射光强度数据, 从而得出湿蒸气相关参量, 并求得湿蒸气水滴质量中间半径为1μm左右。结果表明, 无湿蒸气时的空白数据对湿蒸气方法也有影响, 需要修正公式; 无论有无湿蒸气,30°的散射光光强均为60°的散射光光强的1.5倍左右, 30°的散射光更明显适于测量。这一结果说明激光后向散射原理测量湿蒸气是可行的。
散射 湿蒸气特性 激光后向散射 汽轮机 scattering wet steam feature laser backscattering measurement turbine 
激光技术
2014, 38(3): 398
作者单位
摘要
1 长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114
2 湖南有色金属职业技术学院, 株洲 412006
为了解决汽轮机通流部分蒸汽湿度的在线测量问题, 提出了一种基于散射相函数的半经验公式快速反演散射光强分布的计算方法。该算法采用MATLAB自带的cftool进行相函数的双高斯拟合, 拟合误差低, 且拟合函数可以快速得到Mie散射理论的近似解析解, 即从散射光强分布到水滴质量中间半径的快速反演。结果表明, 在约束水滴粒径范围内, 得到了颗粒大小与散射比之间的半经验模型, 对比实验测得散射比, 吻合良好, 且由半经验模型反演得到水滴质量中间半径为1.1μm。在一定条件下, 可以有效解决蒸汽湿度的在线测量问题。
散射 水滴质量中间半径 双高斯拟合 汽轮机 scattering water quality middle radius double Gaussian fitting turbine 
激光技术
2014, 38(3): 389
作者单位
摘要
1 长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410110
2 湖南有色金属职业技术学院, 株洲 412006
为了研究测量湿蒸汽特性对汽轮机组正常运行的影响, 采用了一种利用激光后向散射原理及联合CCD成像原理来测量湿蒸汽的新方法, 得到湿蒸汽直径相关参量的测量结果。结果表明, 通过仿真得到了尺寸参量、接收角度等参量对后向散射光强的影响, 以及一些参量的最佳取值范围; 当接收角度为180°和接收距离为0.5m时, 能够得到较高的散射比例。这为实际测量提供了一定的参考依据。
散射 湿蒸汽 汽轮机 scattering CCD CCD moisture steam turbine MATLAB MATLAB 
激光技术
2013, 37(3): 310
作者单位
摘要
1 浙江工业大学激光加工技术工程研究中心, 浙江 杭州 310014
2 杭州汽轮机股份有限公司, 浙江 杭州 310022
3 上海电气电站设备有限公司, 上海 200240
选择不同的激光加工技术,如激光合金化、激光修复和激光固溶技术,实现了2Cr13和17-4PH两种常见叶片的强化与修复。对强化和修复前后汽轮机叶片的显微结构、硬度、残余应力、耐磨性、抗腐蚀、抗气蚀性能进行了测试分析。证明激光加工技术在汽轮机叶片的强化和修复方面具有良好的应用前景。
激光技术 汽轮机叶片 激光合金化 激光修复 激光固溶 抗气蚀 
激光与光电子学进展
2012, 49(3): 031403
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 长沙理工大学能源与动力工程学院, 湖南 长沙 410076
针对汽轮机低压缸中水滴的平均尺度的实时测量问题,提出了一种用于从水滴散射光强分布中快速反演水滴粒径参数的半经验理论方法。根据米氏(Mie)散射理论,数值计算了不同水滴尺度对应的散射相函数曲线,并在前向小角度范围内,通过高斯函数拟合得到Mie散射理论的近似解析解,进而拟合得到水滴粒径随高斯函数参数变化的半经验理论公式。在不同条件下,用CCD相机测量得到模拟低压缸内湿蒸汽的散射光强分布图像,通过半经验理论公式快速反演得到水滴群的特征尺寸。结果表明,该方法通过约束水滴特征尺寸的有效范围,得到了散射比与水滴粒径之间简化近似的半经验理论模型,在一定置信范围内可以解决蒸汽湿度的在线测量问题,具有一定的应用价值。
米氏散射 粒径测量 反演算法 汽轮机 
光学学报
2011, 31(7): 0712008
黄竹青 1,2,*曹小玲 2杨继明 2吴伟 1[ ... ]周臻 2
作者单位
摘要
1 国防科技大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
2 长沙理工大学 能源与动力工程学院,长沙 410076
为了准确测量汽轮机末级蒸汽湿度及其空间分布,本文提出用CCD 测量湿蒸汽的散射光强分布,并通过数值拟合得到汽轮机内部的蒸汽湿度和水滴直径。根据CCD 成像规律以及散射光强的分布特点,建立了包括测量系统、汽轮机模拟系统在内的实验平台。用532 nm 的激光照射湿蒸汽,CCD 拍摄得到2.6°~6.6°角度变化范围内的散射光强分布,并通过数值拟合得到蒸汽相对湿度变化范围0.7%~1.2%、水滴平均直径大小为1.4 ~1.6 μm。实验结果表明:该测量方法可以用来测量汽轮机末级蒸汽湿度和水滴直径,并且实现了较大范围内散射光测量。实验结果直观地反映了汽轮机内部蒸汽湿度的变化规律,从而有力地证明CCD 应用在蒸汽湿度测量中的可行性。
CCD 测量 汽轮机 激光散射 蒸汽湿度 水滴直径 CCD measurement steam turbine light scattering steam moisture droplet size 
光电工程
2010, 37(4): 39
作者单位
摘要
1 杭州汽轮机股份有限公司,浙江 杭州 310022
2 浙江工业大学 机械制造及自动化教育部重点实验室,浙江 杭州 310014
为提高调质态2Cr13低碳马氏体不锈钢汽轮机叶片的抗气蚀性能,采用连续CO2横流激光器对其表面进行激光合金化处理,考察其显微组织、显微硬度和抗气蚀性能。结果表明,激光合金化处理后,显著地改变了2Cr13不锈钢表面的显微组织结构,表面平均硬度可达到701.2HV0.2(基材表面显微硬度为200~250HV0.2),横向残余应力为211.70MPa,纵向残余应力为334.60MPa。激光合金化后,抗气蚀性能比合金化前提高一倍以上。因此,激光合金化在提高抗气蚀性能和延长叶片使用寿命上具有较好的应用前景。
激光合金化 气蚀 汽轮机叶片 残余应力 laser alloying cavitation resistance steam turbine blade residual stress 
应用激光
2009, 29(6): 502
作者单位
摘要
北京工业大学激光工程研究院,北京,100022
利用激光宽带熔覆技术对表面汽蚀的汽轮机叶片进行修复.采用同步送粉的方式进行自熔性Ni-Cr-B-Si合金粉末的激光熔覆,获得耐磨涂层.实验所用设备为TRUMPF-6000 CO2激光器,利用积分镜对激光束进行整形获得宽带激光束,借助扫描电子显微镜(SEM, LEO 1450)和能谱仪(EDS)对激光熔覆层进行组织结构及成分分析.研究结果表明,激光熔覆层硬度可达HRC45-50 ,高于其基底材料2Cr13的硬度(HRC35-40).熔覆层的组织结构受到熔覆工艺参数的影响很大,采用最优化工艺参数形成的熔覆层结构均匀,与母材冶金结合良好,且无气孔或裂纹缺陷.
激光宽带熔覆 汽轮机叶片 积分镜 组织结构 
应用激光
2007, 27(3): 205

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