杨 宇

（上海发电设备成套设计研究院，上海 200240）

汽轮机在启动、停机和负荷变动时，转子的外表面温度随蒸汽温度的变化而剧烈变化.由于热阻和热容的存在，转子内部的温度变化相对较慢，转子外表面和转子体积平均温度之间的温差较大.该温差越大，外表面的热应力就越大，转子的寿命损耗也越大.通过监控转子外表面和转子体积平均温度之间的温差，可以监控转子外表面的热应力.

由于转子是连续旋转的，无法通过安装测温元件来直接测量其温度，需要采用计算方法来获得转子的温度分布.根据非稳态传热原理，转子的热传递可采用经典控制理论中的惯性环节来模拟.工程上，仅采用一个惯性环节无法完成模拟，需采用3个以上并联的惯性环节才能达到要求.目前，针对多个并联惯性环节的时间常数和权重系数的确定，还没有合适的方法［1－2］.

笔者介绍了一种将汽轮机转子有限元温度场计算得到的体积平均温度作为标准值，采用基于模式的直接搜索算法来确定并联惯性环节的个数，以及每个惯性环节时间常数和权重系数的方法.

通过Matlab软件自带的基于模式的直接搜索工具箱中的搜索函数来完成优化搜索，不需要编制复杂的优化算法，就可通过离线有限元计算所得的体积平均温度来确定惯性环节的个数、时间常数和权重系数，且获得的优化结果可通过与其他工作条件（启动、停机和负荷变动）下的温度……