排汽缸与末级叶片耦合流动的整周数值模拟
660MW汽轮机低压排汽缸联合末级整圈叶片气动性能研究
h ss o e e C D n me c l i lt n t h 6 MW t a t r i e L yi d r a h w d t F u r a mu a i t e6 0 h i s o o se m bn P c l e .Du n e n me ia i l t n, u n i r gt u r l mu ai h c s o
a d m a w i , h ni i l l ts g l ea d L yid r eeslc d a ee r be t e h n i s n e n hl tee t ec c s t e b d n P cl e r ee t srsac o jc v .T ef dn e r re a a a n w e h i i g
摘
要 : 了减 少 汽轮 机低 压 端 排 汽 余 迭 损 失 , 计 具 有 较 大 压 力 回 收 能 力 的低 压排 汽 缸 对 整 个 机 组 的 效 率 为 设
提 升 具 有 非 常 重 要 的意 义 。对 60 6 MW 的 汽轮 机低 压缸 进 行 了 C D数 值 模 拟 , 虑 到低 压 缸 流 动 具 有 不 对 称 F 考 性 、 三 维 流 动 的特 点 , 择 末 级 整 圈 叶 片和 低 压 排 汽缸 一起 作 为研 究对 象 , 究 结 果表 明该 低 压 缸 具 有 较 好 强 选 研
的 气动 性 能 , 有 效地 将 末 级 余 速损 失 转 化 为 压 力 能 回 收 。 能 关 键 词 :6 M 汽轮 机 ; 汽损 失 ; 值 模 拟 60 W 排 数
中 图分 类 号 : K 6 . T 233
一 献 识 码 : 文 A
文 章 编 号 :6 2— 59 2 1 )2— 0 5— 3 17 5 4 (0 1 0 0 7 0
深度调峰状态下汽轮机末级叶片出汽侧水蚀事故分析
图1 37级末级叶片出汽侧水蚀图通过对三组末级动叶进行观察,发现进汽侧钎焊司太立合金处状态一致,仅发生了轻微水蚀。
如图表明三组末级动叶进汽状态基本一次。
图2 进汽侧水蚀情况问题分析水蚀发生的机理工作在湿蒸汽区的动叶片,与汽流中夹带的二次水滴高速撞击,从静叶栅出来的水滴与高速转动的动叶片发生冲击,水滴与动叶片接触部位产生了很高的压力,其压力超过了材料的屈服极限,使叶片材料产生局部的塑性变形和表面硬化。
这种压力反复作用于叶片,叶片材料达到疲劳极限时,局部即开始产生疲劳裂纹。
水滴冲击到这种裂纹时,产生的压力将加剧裂纹向更深处发展,致使叶片材料从叶片表面脱离形成水蚀。
图3 进汽侧速度三角形水蚀原因查找本次汽轮机末级叶片水蚀发生在出汽侧与正常水蚀在进汽侧现象不一致。
从水蚀发生机理可以判断出该级末级叶片属于特殊情况。
考虑到末级叶片离低压缸喷水减温较近,怀疑喷水减温管道有故障。
通过试投5号机排汽缸喷水装置,发现2号排汽缸(炉侧)垂直安装的冷却水管喷水口喷射方向正对级叶片,但喷射位置与叶片损坏豁口处相差约15cm,如所示。
图4 静态时投低压缸喷水减温状态图考虑到现场试投5号机排汽缸喷水装置时汽轮机转子为静态,若机组在运行状态,根据“伯努利效应”,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小大。
汽轮机转子叶顶汽流较叶根汽流速大很多,产生一个向叶顶的一个压力梯度,也即运行时冷却水喷水位置会向叶顶处偏移。
该喷水管为机组原始安装。
以往未发生该问题原因分析该机组至1988年投产至今已经历过七次大修,期间检查并未发现末级叶片有异常现象。
运行方式上由于近年来为满足电网辅助调峰需要,三元正极材料用高速混合机使用问题的研究。
基于ALE的汽轮机低压叶片流固耦合数值模拟
汽
轮
机
技
术
Vo . 3 NO 2 15 .
TURBI NE TECHN0LOCY
Ap . 01 r2 1
基 于 A E的 汽 轮 机 低 压 叶 片 流 L 固耦 合 数 值 模 拟
彭荣 强
( 西华 大 学能源 与环境 学院 , 成都 6 0 3 ) 109
裂 纹一 直 是 汽 轮 机 安 全 运 行 的 潜 在 威 胁 , 旦 出 现 裂 纹 扩 一
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式 中, 为独立 于初 始构 型和 现时 构型运 动 的参考 构型 ;
为 参 考 坐 标 系终 的位 置 矢 量 ; 为任 一 时 刻 ; 构 型 体 积 。 t V为
b a e vbrto us d by te prs ur v ffud fo . Th sc u d b e o mp o i h a e pe om a c nd t e l d i ain ca e h e s e wa e o i w l l i o l e us d fri r vng te bld r r n e a h f s lc in o l d tras e e to fb a e ma e l . i Ke y wor ds: ALE ; ui s ld o l f d- oi c uplng;o e s e bl t a ur i i lw pr s ur ade se m t b ne
分 析模 拟 汽 轮机 叶 片 在 流 固耦 合 下 的 应 力 分 布 以及 位 移 变
0 前
言
《2024年航空发动机气冷涡轮叶片的气热耦合数值模拟研究》范文
《航空发动机气冷涡轮叶片的气热耦合数值模拟研究》篇一一、引言随着航空工业的快速发展,航空发动机作为核心部件,其性能的优劣直接关系到整个飞行器的性能。
在航空发动机中,气冷涡轮叶片是关键的热端部件之一,其工作环境的恶劣性以及高负荷的工作状态,对叶片的气动性能和热性能提出了极高的要求。
因此,对航空发动机气冷涡轮叶片的气热耦合数值模拟研究具有重要的学术价值和实际应用意义。
本文将详细探讨气冷涡轮叶片的气热耦合数值模拟方法及其应用。
二、气热耦合数值模拟方法1. 物理模型建立气冷涡轮叶片的物理模型建立是数值模拟的基础。
该模型应准确反映叶片的几何形状、内部冷却结构以及工作环境的物理特性。
在建立模型时,需考虑叶片的几何复杂性、冷却通道的结构特点以及工作环境中的气体流动、热量传递等物理过程。
2. 数值方法选择数值方法是进行气热耦合数值模拟的关键。
目前,常用的数值方法包括有限元法、有限差分法、边界元法等。
这些方法在处理复杂的流体流动、热量传递等问题时,具有较高的精度和可靠性。
在气热耦合数值模拟中,通常采用计算流体动力学(CFD)方法,通过求解流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本方程,得到叶片内部和外部流场的详细信息。
3. 气热耦合模型的建立气热耦合模型的建立是数值模拟的核心。
该模型需考虑气体流动与热量传递之间的相互作用,以及叶片内部冷却结构对流场和温度场的影响。
在建立气热耦合模型时,需将流场和温度场进行耦合,通过求解流体的流动方程和热量传递方程,得到叶片内部和外部的流场和温度场分布。
三、气热耦合数值模拟的应用1. 优化设计通过气热耦合数值模拟,可以获得叶片在不同工况下的流场和温度场分布,进而分析叶片的性能特点及存在的问题。
在此基础上,可以对叶片进行优化设计,提高其气动性能和热性能,从而满足不同工况下的使用要求。
2. 故障诊断与预测气热耦合数值模拟还可以用于故障诊断与预测。
通过对叶片在不同工况下的流场和温度场进行对比分析,可以判断叶片是否存在故障或潜在故障。
叶片圆盘泵叶轮无叶区内部流场数值模拟
小 等优点 … 。但 当泵 送 流体 粘 度 降低 时 , 其扬 程
和效 率 都 会 很 低 , 就 大 大 限 制 了 其 应 用 。 自 这
Ma 。 G r x I ut h申请
.
第一 台叶 片圆盘 泵专利 以来 , 圆
同叶轮 叶片 区同步旋 转 的动坐标 系和 固定 在压水
室 上 的不 动 坐 标 系 , 动 控 制 方 程 在 进 口段 、 轮 流 叶
70 5
化
工
机
械
21 0 0钽
叶 片 圆盘 泵 叶 轮 无 叶 区 内部 流 场 数 值 模 拟
周 昌静 陈 国 明 尹 树 孟 许 亮 斌
( 中国 海 洋石 油 总 公 司 研 究 中心 )
( 国石 油 大 学 ) 中
摘 要 为研 究 叶 片 圆盘 泵 叶轮 无 叶 区 内的 流动 特 征 , 用 RNG 一 采 湍 流 模 型 与 SMP E I L C算 法 , 叶 对 片 圆盘 泵 内三 维不 可 压 湍 流场 进 行 数 值模 拟 , 到速 度 等 值 线 图和 压 力 等值 线 图 , 对模 拟 结 果 进 行 分 得 并 析 。 发现 周 向流 动 是 叶 片 圆盘 泵叶 轮 无 叶 区 内的 主 要 流 动 方 式 , 叶 区 内较 大部 分 是 低 压 区 , 叶 区 内 无 无
除 存在 轴 向 流动 外 还 存在 径 向 回流 。
关 键词 叶 片 圆盘 泵 无 叶 区 数 值模 拟 径 向 回流
中 图分 类 号
T 0 1 2 Q 5.1
文献 标 识 码 A
文章 编 号
0 5 -0 4 2 l ) 60 5 . 2 46 9 ( O 0 0 - 00 7 5
汽轮机末级叶片损坏的分析及对策
汽轮机末级叶片损坏的分析及对策摘要:汽轮机叶片的安全可靠直接关系到汽轮机和整个电厂的安全、满发。
鹤矿集团热电厂在大修过程中,曾发现过末级叶片断裂、汽蚀现象。
通过对鹤矿集团热电厂四台机组末级叶片损坏的形式进行分析,认为末级叶片型线下部普遍存在出汽边水冲蚀损伤,外来硬质异物击伤和固体粒子侵蚀,叶片断裂、结垢及其它损伤,分析了其损伤机理,介绍防范措施。
关键词:汽轮机;叶片损伤;损伤机理;断裂前言:叶片是汽轮机最精细、最重要的零件之一。
其运行状况对机组的安全可靠起决定性的影响。
如果叶片发生断裂,将引起机组振动、通流部分动、静摩擦,同时损失效率;若没有及时发现或及时处理,将引起事故扩大,可能导致整台机组毁坏,其经济损失数以万计。
因此,很有必要及时调查研究、分析、总结叶片尤其是末级叶片发生的各种损伤及寻找规律,以期制定防范、改进措施,避免发生大的损失。
1 汽轮机叶片损伤概况鹤矿集团热电厂1#机为武汉汽轮机厂生产的型号为FC25-3.43/0.35型汽轮机,在近几年的大修过程中也曾发现叶片根部出汽边水冲蚀、顶部进汽边水冲蚀、异物击伤叶片等。
我厂2#机为武汉汽轮机厂生产的型号为C25-35/3型汽轮机,在今年的大修中,发现叶片问题比较严重:围带飞脱、断裂、个别拉金断裂、腐蚀麻坑等。
我厂3#机为哈尔滨汽轮机厂生产的C50-8.83/0.118型汽轮机,2006年6月15日按照小修计划对末级叶片进行检查时,发现19级叶片有一处断裂,随即揭缸检查,并对末级叶片进行了探伤检查,发现存在以下问题:第19级30#、80#叶片损伤严重,70#叶片断裂,同时拉筋、围带均断裂,有9处拉筋套开焊(其中有3处是去年补焊过的)。
出汽边汽蚀:有30个叶片出汽边有汽蚀现象,其中5处比较严重,有1处细小裂纹,有22个叶片有叶根腐蚀现象,其中5处比较严重。
这几台机组低压级叶片在实际运行过程中,由于种种原因在叶片、叶根、拉筋、围带及司太立合金片等部位经常发生故障,末级叶片的水冲蚀损伤相当普遍。
汽轮机低压末级叶片腐蚀原因分析及其表面防护处理
汽轮机低压末级叶片腐蚀原因分析及其表面防护处理发布时间:2010-6-13 阅读次数:101 字体大小: 【小】【中】【大】本广告位全面优惠招商!欢迎大家投放广告!广告投放联系方式摘要:随着电站汽轮机大容量化,叶片的安全可靠性和保持高效率显得尤其重要。
叶片是汽轮机的关键零件之一。
它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。
因此很有必要及时调查研究、分析、总结叶片尤其是末级和调节级叶片发生的各种损伤原因及防止发生损伤的各种措施。
本文着重研究分析汽轮机低压末级叶片腐蚀原因及其表面防护处理。
关键词:末级叶片;腐蚀;表面防护前言汽轮机低压末级的输出功率约占机组总输出功率的10%左右,因此低压末级的性能稳定尤为重要。
但是在汽轮机大修过程中发现,汽缸的低压部分和转子的末几级叶片都存在严重的腐蚀现象。
在汽缸的高压部分除出现少量积盐以外,并没有出现低压部分的现象。
1 腐蚀原因1.1 水冲蚀。
汽轮机在低负荷运行时,低压末几级的工况较其他级变化最大。
随着机组功率的增大,低压级组子午流道扩张角增大,叶高增加,当其相对设计工况的容积流量急剧减少时,会使流场参数发生很大变化。
末级长叶片在小容积流量、真空工况运行,叶片底部会有较大的反动度,对设计不妥的动叶片下半部造成大范围的回流区。
负荷越低,回流区越大。
在启动和并网初始,回流范围甚至扩大到整个排汽缸。
而且大功率凝汽式汽轮机的末级排汽湿度总是比较大,因此末级动叶后汽流中携带大量水滴,回流的蒸汽携带水滴冲击在高速旋转的动叶下半部形成水冲蚀。
1.2 酸腐蚀。
汽轮机酸腐蚀是由于蒸汽中的酸性物质在汽轮机低压缸初凝区汽——液两相间,优先分配在初凝水中。
由于给水碱化剂是氨,分配系数较大,主要存在汽相,而酸性物质在初凝水中浓缩,pH值降低,导致对酸性物质比较敏感的铸铁、钢件的腐蚀。
当主蒸汽经过高压缸做功后进入低压缸(特别是末几级叶片),由于蒸汽的扩容和温度压力的降低,蒸汽将变成饱和蒸汽甚至是湿蒸汽。
汽轮机低压排汽缸气动性能的数值研究
c mp r o s ma e b t e n t o k n s o x a s o d wi s mmer n o —y o a s n i d ew e w id f e h u t o t y i h h t c a d n n s mmerc i u e e p c iey B i t df s r r s e t l. y i f v a ay i g t e tt e f r n e o x a s o d a d f w p e o n n i h i u e , e i u n e f n lw c n i o sa d n l zn h o a p r ma c fe h u t o n o h n me o n t e df s r t n e c s o fo o d t n n l o h l f h f l i i g o t c h p o e h u th o e o y a c p r r a c r r s n e . e mer a s a e t x a s o d a r d n mi e o i l f m n e ae p e e t d Ke r s n n s mm er c d fu e ;s e m ur i e;e h u th o y wo d : o - y t i i s r t a t b n x a s o d;n me ia i l t n u rc lsmu a i o
汽轮机低压转子末级叶片断裂分析
测定!吉果见表$&由表$可知''号叶片除Ct、 R含量偏•,其他元素含量均符合GM/T 8732— 200#《汽轮机叶片用钢》的要求&
样品 57号叶片 GM/28732— 2004要求
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表@ 57号叶片化学成分分析结果
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中图分类号:TK26! !
文献标志码:G
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#)汽轮机低压转子末级的57号叶片断裂( 12号叶片存在裂纹,2根叶片缺陷位置具有一致 性,均为叶片进汽侧距叶顶280 ==的司太立合 金与叶片母材交界处。该处存在结构上不连续, 易产生应力集中&在长期运行中,由于水蚀及应 力集中的共同作用,叶片产生疲劳裂纹&在对机 组低压转子末级叶片进行磁粉检测时,发现共有 33根叶片在该位置存在裂纹或开口缺陷&
号叶片上切取2个拉伸试样,编号为57-1(7-2( 12-1和122,具体取样位置见图:&
尾流激励的叶片气动力降阶模型
尾流激励的叶片气动力降阶模型罗骁;李立州;杨明磊;张珺;原梅妮【摘要】气动力降阶模型是提高气动弹性振动分析速度的新方法.现有气动力降阶模型的研究主要集中在叶片和机翼的颤振方面,没有涉及尾流激励引起的叶片振动问题.基于小扰动理论,本文将上游尾流傅立叶分解为若干个谐波,分别计算各阶谐波对叶片气动力的扰动,通过线性叠加各扰动,建立了尾流激励的叶片气动力降阶模型.二维叶片的算例表明:本文建立的气动力降阶模型能够描述上游尾流引起的叶片气动力的变化.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2018(031)002【总页数】5页(P46-50)【关键词】尾流;气动力降阶模型;叶片;傅立叶分解【作者】罗骁;李立州;杨明磊;张珺;原梅妮【作者单位】中北大学机电工程学院,太原 030051;中北大学机电工程学院,太原030051;中北大学机电工程学院,太原 030051;太原学院数学系,太原 030001;中北大学机电工程学院,太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TK472航空发动机中存在多组用于气流导向的静叶和用于做功的动叶。
当上、下游叶片相对转动时,上游叶片的尾流会使下游叶片的气动力周期性振荡[1-2],引起叶片强迫振动[2-4],导致叶片疲劳破坏[4-5]。
近年来的一些研究更发现:上游尾流甚至可以改变叶片的颤振特性[6-11]。
因此,研究尾流作用下叶片的振动特性对航空发动机的设计有着重要意义。
数值求解方法是研究尾流作用下叶片振动的主要方法,但其计算效率极低,工程应用不便[9-11]。
建立精确、高效的方法,研究尾流激励下叶片的振动,成为发动机设计中亟待解决的关键问题。
气动力降阶模型(aerodynamic ROM)可以快速估计扰动引起的气动力变化,近年来被广泛用于叶片和机翼的颤振研究[12-13]。
Silva[14]提出了基于Volterra级数的非线性气动力降阶模型。
张伟伟[9,12]、Kou[15]和Su[16]等用Volterra级数模型研究了叶栅的颤振。
深度调峰汽轮机末级叶片改造的技术方案
深度调峰汽机侧改造技术方案为满足消纳新能源及调峰政策要求,近年来各机组对主辅机进行优化,降低煤电机组最小技术出力水平,政府规定新建供热机组供热期最小技术出力不超过35%额定负荷,新建煤电机组纯凝工况最小技术出力不超过25%额定负荷。
本厂新建纯凝机组,根据评估,暂定最低技术出力为20%THA。
原设计机组最低技术出力为30%BMCR,为满足消纳新能源及调峰政策要求,需要对机组进行改造。
通过深度调峰改造,可增加调峰功率528MW,可配置光伏发电950MW,同时,为了降低新能源弃电率,需要额外配置95MW储能,储能时长2h。
通过深度调峰消纳新能源,在保证电力供应的同时,可减少SO2排放153.04万吨,减少NO x排放263.45吨,减少烟尘排放26.03吨,减少CO2排放162.00万吨。
深度调峰与常规运行状态相比,存在较高的复杂性。
首先,低负荷状态下,汽轮机各参数及系统中大部分主机配套设备偏离原设计,需要采用特殊方式运行。
其次,机组在小流量蒸汽状态下,自身性能和状态存在较大的不确定性。
第三,电网调峰要求严格,机电炉辅系统需要基于电网要求调整实际运行状态。
电厂不仅仅需要具备试验性调峰能力,更需要具备突发状态的适应能力。
当电厂汽轮机长期在低负荷工况下运行时,其实际的运行参数与额定工况下的设计参数不同,且偏离较多。
低负荷运行工况下,低压排汽缸中普遍存在流动分离涡,不仅堵塞了流道面积,恶化蒸汽品质。
严重时分离的涡流会反流至低压末级长叶片流域内,加大对低压长叶片的汽动腐蚀、运行扰动等风险。
因此,调整抑制低压长叶片低负荷工况下的流动分离是当前汽轮机深度调峰领域的重要方法。
经过低负荷流场流动分析,结合空气动力学抑涡机理,确认采用带涡流稳定器的低压排汽缸,可以有效抑制低负荷下排汽缸的分离涡。
x在深度调峰状态下,末叶片工作状态恶劣。
针对末级叶片进行针对性喷涂加强是必要的。
为了提高深度调峰机组低压末级叶片的抗水蚀能力,在原有末级叶片进汽边防水蚀防护措施的基础上,增加了叶片的防水蚀防护措施,在叶片根部采用了超音速喷涂耐水蚀防护涂层。
叶片加工误差对压气机性能影响研究综述
Chinese Journal of Turbomachinery Vol.66,2024,No.2Summary of Research on the Influence of Blade MachiningErrors on Compressor Performance *Wei-peng Lei 1Hong-zhou Fan 1Jian-hua Yong 2Xin Shu 2(1.School of Energy and Power Engineering,Xi'an Jiaotong University;2.Shengu Group Co.,Ltd.)Abstract:Impeller blades inevitably experience errors during actual machining,which can lead to performance differences between actual and theoretical design.This article studies the impact of different types of errors on compressor performance based on the manufacturing errors of impeller blade profile and roughness.Firstly,analyze the impact of different contour deviation forms on compressor performance,and explore various research methods,such as uncertainty analysis and low-speed simulation,to achieve a true judgment of the impact of manufacturing errors on compressor performance.Point out the contour manufacturing errors,and pay special attention to the impact of the leading edge of the blade on compressor performance.Secondly,the surface roughness error of blades needs to be determined based on the actual design situation and processing cost to determine the accuracy range of surface roughness.Taking into account various influencing factors,error compensation techniques are consciously used during the design process to reduce the impact of manufacturing errors on compressor performance.Keywords:Compressor;Manufacturing Error;Profile Tolerance;Roughness;Error Compensation摘要:叶轮叶片在实际加工过程中会难免出现误差,从而导致实际叶轮与理论设计叶轮产生性能差异。
350MW机组汽轮机末级叶片损伤原因分析及处理
350MW机组汽轮机末级叶片损伤原因分析及处理发布时间:2022-09-27T03:49:30.184Z 来源:《中国电业与能源》2022年第10期作者:陆永健邱以成汪磊[导读] 某电厂二期工程 2×350 MW 燃煤汽轮发电机组为GE制造的D5 TC2F42 型亚临界中间再热双排汽冲动凝汽式机组陆永健邱以成汪磊(华能国际电力江苏能源开发有限公司南通电厂,江苏南通226003)某电厂二期工程 2×350 MW 燃煤汽轮发电机组为GE制造的D5 TC2F42 型亚临界中间再热双排汽冲动凝汽式机组。
该汽轮机的高中压缸采用合缸结构,低压缸为对称分流式,高中压转子的高压段包括一级单列调节级,八级压力级,中压段包括七级压力级,低压转子包括2×6 级压力级。
该工程3号机组于2021年10月进行A级检修时,检查发现低压缸次末级动叶围带存在严重碰擦磨损痕迹。
低压缸次末级叶片的结构型式为四联叶片组,4只叶片的围带联为一整体,全周共33组叶片。
检查发现其中第1、2、3、4、5、6、18、24围带组磨损较严重,第8、11、21围带组有轻微磨损,其它各片围带无明显损伤。
围带材质为马氏体耐热不锈钢1Cr13。
1 围带磨损原因分析经现场检查发现次末级叶片的叶顶蜂窝汽封磨损严重,基本已经磨平,因此围带磨损的直接原因很明显为围带与叶顶汽封间的径向间隙消失导致的径向碰磨。
至于径向间隙的减小有以下的几种可能原因。
1.1围带的材质及装配质量不佳1.1.1化学成分及理化性能按照GB/T 223《钢铁及合金化学分析方法》系列标准对围带进行化学成分分析,围带的化学成分符合制造厂对1Cr13钢的技术要求。
由专业检测机构对围带的力学性能及金相组织进行检测,检测结果显示符合国家规定的要求。
围带材料符合设计要求。
1.1.2装配质量现场检查围带的铆钉头未见损伤,铆钉装配牢固,围带未见松动,故排除围带装配的工艺质量不佳这一可能。
汽轮机低压末三级耦合排汽缸的气动性能研究
( 1 . I n s t i t u t e o f T u r b 0 ma c h i n e r y , X i ’ a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y , X i ’ a n 7 1 0 0 4 9 ,C h i n a; 2 . A T B T I ,S h a n g h a i T u r b i n e Wo r k s Co . ,L t d . , S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 , Ch i n a )
文章 编号 : 1 6 7 2 — 5 5 4 9 ( 2 0 1 3 ) 0 3 e r i c a l I n v e s t i g a t i o n o n Ae r o dy n a mi c Pe r f o r ma n c e o f La s t Th r e e S t a g e s a nd Ex ha us t Ho o d f o r S t e a m Tur b i ne s
N a v i e r — S t o k e s ( R A N S ) 方 程 和 k—s紊 流模 型 方 法研 究 了低 压 缸 末 三 级 与 排 汽 缸 的 变 工 况 气动 性 能 。 结 果 表
明: 变工况显著改变 了末级动叶的气动性能 , 对次次末级、 次末级和末级 静叶 的气动性 能几乎 没有影 响 ; 排 汽
s a t i s f y t h e d e v e l o p me n t o f e x h a u s t s y s t e m i n l a r g e n u c l e a r p o we r s t e a m t u r b i n e s b y u s i n g t h r e e - d i me n s i o n a l Re y n o l d s —
大功率汽轮机排汽缸气动特性试验研究
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald51排汽缸是汽轮机的重要组件之一,它是连接汽轮机末级和凝汽器的中间部件,其主要功能是将汽轮机末级的排汽输送至凝汽器中去,通过在凝汽器中对气流的扩压达到利用汽轮机排汽的余速动能的目的。
由于末级排汽为亚声速,排汽缸通过选取沿流向逐渐增加的横截面积使汽流增压至凝汽器压力,以此减小汽轮机末级的压力,以增加有用焓降,使得相对内效率能够有所增加[1]。
针对汽轮机排汽缸的相关试验研究工作比较多,且多集中于仿真计算发展前期,以全尺寸试验和模型试验为主,主要是以试验结果为依据进行结构方面的相应改进,以提高其气动性能。
相比较而言,全尺寸试验成本较高,费时费力,而模型试验相对试验周期更短,成本更低,已成为排汽缸试验研究的首选。
Tajic L [2-3]等人采用1∶4模化的排汽缸模型对某排汽缸进行了试验研究,主要考查扩压器出口的相对位置和壁面粗糙度对排汽缸的影响情况。
试验研究结果显示,扩压器出口到前壁面的距离与排汽缸的气动损失近似成正比例关系,该距离越小,其气动损失越小;而壁面的粗糙度并没有对缸内的气流运动产生显著影响,因此,可以不考虑它的影响作用;叶顶间隙泄漏能够提高排汽缸的气动性能,但与此同时降低了末级叶片排的效率K as i lov [4]等人针对排汽缸内的漩涡结构进行了试验研究,试验结果表明,虽然能够通过一些措施破坏排汽缸内的漩涡结构,一定程度上降低排汽缸的损失系数,但同时也会增加排汽缸的气动损失,需精心设计破坏排汽缸内漩涡结构的方法以降低排汽缸内的气动损失;付经纶[5]等人对某单级透平的汽轮机排汽系统模型的内流场进行了试验及数值研究,通过数值模拟和试验测试发现,非轴对称模型内流场的叶片表面的气动力分布和出口流场分布在圆周方向均为不均匀分布,且由于其进口①作者简介:王波(1969—),男,汉,江苏兴化人,本科,高级工程师,从事火电厂生产技术管理工作。
低压缸“零出力”技术在抽凝供热机组上的应用
低压缸“零出力”技术在抽凝供热机组上的应用刘启军【期刊名称】《《吉林电力》》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】5页(P1-4,52)【关键词】抽凝供热机组; 低压缸“零出力”; 深度调峰; 技术改造【作者】刘启军【作者单位】中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司长春130021【正文语种】中文【中图分类】TM621.3随着我国新能源装机容量不断增长,尤其风电和光伏的迅速发展,对电网中的火电机组深度调峰能力提出了更高的要求.我国北方的燃煤热电联产机组主要包括大型抽凝供热机组和背压机组.大型机组抽凝供热技术是国家鼓励的热电联产技术,其参数高、供热能力强、运行经济性好、单位造价低,同时非采暖期可以纯凝发电方式运行,目前是北方冬季采暖集中供热的主力热源.大型抽凝供热机组在承担北方冬季采暖任务时,面临两方面的问题,一是随着大型抽凝供热机组所承担的集中供热面积不断增加,其本身的供热能力不足,需要通过技术改造增加其供热能力;二是北方冬季供暖期新能源消纳问题突出,在保证供热的前提下抽凝供热机组需要降低发电出力,以便消纳新能源,减少弃风弃光率.为此国家提出了火电机组灵活性改造的要求,各发电集团纷纷响应,采取各种改造办法.近两年来,汽轮机低压缸"零出力"技术以逐步得到各方关注.1 低压缸"零出力"技术介绍我国北方地区采暖用大型抽凝供热机组的采暖抽汽参数基本在0.245~0.400 MPa,采暖抽汽一般由汽轮机中压缸排汽引出,其调节方式采用导汽管蝶阀和抽汽管道上的调节阀联合调节,机组最大采暖抽汽量受低压缸最小安全流量限制,如某350 MW 抽凝供热机组低压缸最小安全流量控制在140 t/h.近两年国内一些电力科研单位和主机厂通过利用理论分析和数值模拟技术,尝试在各种大型抽凝供热机组上进行低压缸"零出力"改造.低压缸"零出力"技术是将原连通管和带有通流孔或者机械限位的供热蝶阀更换为新的连通管和能够完全密封的蝶阀,并在连通管上增设一路旁路以通过少量的低压缸冷却蒸汽量,系统图见图1.图1 低压缸"零出力"供热系统低压缸"零出力"运行时关闭连通管蝶阀,切断低压缸进汽,汽轮机中压缸排汽全部送入热网加热器,低压缸通过新增设的连通管旁路仅保留少量的冷却蒸汽.此时主汽轮机以背压方式运行,不但提高了机组的供热能力(或者在供热量不变时,减少了发电功率)和运行的灵活性,而且提高了机组运行经济性.目前该技术已经在国内135 MW 超高压、200 MW超高压、300 MW亚临界、350 MW超临界和600 MW等级机组上成功应用.2 低压缸"零出力"技术改造对汽轮机安全性的影响分析低压缸小容积流量运行产生的主要问题是水蚀和叶片颤振问题.低压缸在小容积流量下,其原有的流场被破坏,汽流在动叶根部和静叶出口顶部出现汽流脱离,形成倒涡流区[1].末级和次末级叶顶部位在小容积流量下被长期冲刷会导致水蚀.同时末级叶片根部出现的倒涡流区,会携带湿蒸汽区和喷水雾化不好产生的水滴冲刷末级叶片根部产生水蚀.低压缸小容积流量运行时叶片表面蒸汽流发生脱离现象,形成涡流并导致自激振动,即失速颤振,导致叶片动应力增大.文献[2]指出:随着相对容积流量的减小,叶片的动应力逐渐增加,相对容积流量减小到某一数值时,动应力达到最大峰值,随后随着相对容积流量的进一步减小,动应力值又回落到安全区域.国内的汽轮机厂和科研机构也对几种不同长度的叶片进行了动应力特性试验,不同长度的叶片其动应力峰值所对应的相对容积流量不同,同一叶片其对应的背压越高,动应力峰值越大[2-3].根据以上叶片特性,通过合理控制切缸后进入低压缸的蒸汽流量,既可以带走低压缸鼓风热量,又可以避开叶片动应力峰值区域.为保证低压缸"零出力"工况下低压缸长叶片的运行安全性,可采用数值分析方法对小容积流量下末级叶片安全性进行校核分析.低压缸末两级处于鼓风工况运行,导致末两级后温度和低压排汽缸温度升高,为避免由于温度升高引起的汽缸变形,进而引起动静部件中心线不一致而产生摩擦、振动等问题,需降低低压缸排汽缸温度,持续投入喷水减温,维持低压缸排汽缸温度在安全范围内.而小容积流量条件下,末级叶片出现的涡流会卷吸减温水至动叶流道,加剧动叶出汽边根部区域水蚀情况,威胁机组安全运行,因此,建议对低压缸末级叶片实施金属耐磨层喷涂处理.3 低压缸"零出力"改造技术3.1 低压缸运行监测系统改造汽轮机在低压缸"零出力"运行时,低压缸通流部分运行条件大幅偏离设计工况,处于小容积流量条件下运行.为充分监视低压缸通流部分运行状态,确保机组安全运行,应改造以下运行监视测点[4].a.增加低压缸末级、次末级动叶出口温度测点.b.增加中压缸排汽压力和温度测点.c.增加低压缸进汽压力和温度测点.d.更换低压缸几个抽汽口和低压缸排汽压力变送器为高精度绝压变送器.e.安装一套叶片振动监测系统,对低压缸末级叶片进行实时振动监测.3.2 低压缸喷水系统改造为了保证低压缸"零出力"运行期间排汽缸温度在安全范围内,低压缸喷水减温系统需全程投入,为满足低压缸排汽缸对喷水量、喷水雾化效果、喷水角度、温度控制精度等相关要求,需对原低压缸喷水减温系统进行改造.3.3 低压缸冷却蒸汽系统改造低压缸"零出力"改造需切断低压缸进汽,原有导汽管上的蝶阀不能满足关断要求,需更换一台严密性较高的具有关断和调节功能的新阀门.根据低压缸"零出力"的技术方案要求,新增加一套低压缸冷却蒸汽系统,冷却蒸汽取自中压缸排汽,接入点可以选择中低压缸连通管上供热蝶阀后适当位置[4].冷却蒸汽管路上设置关断阀、调节阀和流量孔板,并设置蒸汽压力、温度测点,相关测点均接入机组分散控制系统(DCS).为保证低压缸的冷却效果,其进汽温度不易过高,可以在冷却蒸汽进入低压缸前进行喷水减温处理,但从低压缸防水击、保证运行安全性角度考虑,不推荐采用喷水减温方案.从目前机组的实际运行情况看,只要控制好低压缸合适的冷却蒸汽流量及低压缸喷水减温设施,可以保证低压缸各个位置不超温. 3.4 热力系统的相应改造低压缸"零出力"工况运行时偏离了原有设计工况,因此与之相关的辅助热力系统也需要同时进行改造.a.凝汽器循环水系统改造.优化循环水泵的运行方式及调速措施,可根据机组具体情况考虑循环水泵高低速、变频、设置小流量等循环水泵运行方式,同时需考虑冷却塔的运行方式,防止冷却塔结冰.b.凝结水系统改造.热网疏水回到除氧器或者凝结水系统管道,低压缸"零出力"运行时若凝汽器热井中水量变化较大,核对原有凝结水泵是否满足小流量下运行方式的要求,同时要考虑满足轴封冷却器所需最小冷却流量要求;热网疏水回到凝汽器,低压缸"零出力"运行时若凝汽器热井水量变化较小,无需对凝结水泵系统进行改造.c.热网系统改造.校核原有热网首站中的系统和设备是否满足所需最大供热能力的要求,如热网首站中的管道通流能力、热网加热器的换热能力、热网疏水泵容量、热网循环水泵的容量等.d.低压加热器疏水系统改造.低压缸切除运行后,低压缸几级抽汽处于停运状态,此时中压缸末级抽汽所对应的低压加热器疏水无法采用原有的逐级自流方式,需直接回收到凝汽器,建议中压缸末级抽汽对应的低加疏水新增一路直接回凝汽器的管线,管线上设置可连续调节的疏水调节阀,并保留原有的低压加热器事故疏水系统不变.e.凝汽器抽真空系统.汽轮机末级叶片随着流量的减小,动应力逐渐增大.背压对末级叶片动应力有较大影响,背压越低,在小容积流量时末级叶片动应力峰值越低[3].降低低压缸"零出力"运行时凝汽器运行背压是保证安全运行的有效措施,一般推荐运行背压为2~4 k Pa.如原有凝汽器抽真空设备不能满足要求,可以增加罗茨真空泵组或射汽式真空泵等设备.4 低压缸"零出力"技术改造后对机组运行的影响分析常规的抽凝式供热汽轮机设计时为了保证抽汽供热时低压缸通流及排汽缸运行的安全性,设置了低压缸最小通流量限制.以国内设计制造的350 MW超临界供热机组为例,其抽汽供热运行时一般要求低压缸的通流量不低于150 t/h.低压缸"零出力"改造后,切断了低压缸进汽,仅保留极少量的冷却蒸汽,在汽轮机进汽量不变时,增加了采暖抽汽量;在保证供热量不变时,随着进汽量的降低,减小了汽轮机发电功率.4.1 改造前后机组供热及调峰能力分析以350 MW超临界供热机组为例,改造前350 MW超临界供热机组在汽轮机最大连续功率(TMCR)工况进汽量时的最大采暖抽汽供热能力约为500 t/h.进行低压缸"零出力"改造后,在TMCR工况进汽量时的最大采暖抽汽供热能力可达到650 t/h左右.如果保持供热抽汽量为400 t/h不变时,即机组对外供热负荷不变,低压缸"零出力"改造使机组发电功率下降约70 MW,增加了机组深度调峰能力,具体数据见表1、表2.4.2 改造后供热期经济性分析机组进行低压缸"零出力"改造后,采暖期运行时减小了凝汽器的冷源损失,提高了汽轮机的热效率,使采暖期汽轮机组的发电标煤耗率降低.对于三北地区参与冬季深度调峰的热电联产机组,低压缸"零出力"改造后增加了机组深度调峰的能力.低压缸"零出力"改造所带来的收益主要为深度调峰给电厂带来的政策性收益.表1 350 MW超临界供热机组改造前后最大供热能力对比项改造前改造后主蒸汽流量/(t.h-1)目1 057 1 057发电机功率/MW 281 250采暖抽汽量/(t.h-1)500 650表2 350 MW超临界供热机组改造前后调峰能力对比改造前改造后主蒸汽流量/(t.h-1)项目810 600发电机功率/MW 220 150采暖抽汽量/(t.h-1)400 400以北方某地一台350 MW超临界供热机组为例,采暖期共169天,按采暖期室外温度不同将整个采暖期分为三个阶段,分别为:初末期,供热持续时间为43天,供热蒸汽量为236 t/h;次寒期,供热持续时间为64天,供热蒸汽量为314 t/h;严寒期,供热持续时间为62天,供热蒸汽量为400 t/h.未进行低压缸"零出力"改造前,机组由于受到低压缸最小通流量限制和最小运行功率限制,采暖期无法参与火电机组深度调峰.尤其在次寒期和严寒期,由于供热蒸汽流量大,机组发电功率无法降至50%负荷以下,因此还要承担调峰分摊补偿金额.进行低压缸"零出力"改造后,机组在满足整个采暖期供热蒸汽量需求的前提下,发电功率均可降至50%负荷以下,不但无需分摊调峰补偿金额,而且可以获得深度调峰补贴.改造前后机组发电出力情况见表3.表3 改造前后机组的发电出力情况项目初末期次寒期严寒期改造前发电功率/MW 175 185 220改造后100 115 150改造前发电负荷率/%50 53 63改造后29 33 43根据《东北电力辅助服务市场运营规则(试行)》政策规定:深度调峰期间机组负荷率降为40%~50%时,调峰电量的补偿电价上限为0.4元/(k W.h);负荷率降为40%以下,调峰电量的补偿电价上限为1.0元/(k W.h).采暖期内机组每天深度调峰时间按4 h计算,则整个采暖期深度调峰收益如下.a.严寒期62天,机组深度调峰时间发电负荷率为43%,介于40%~50%.调峰电量的补偿电价按0.4元/(k W.h)计算,则严寒期深度调峰收益为248 X 104元.b.次寒期64天,机组深度调峰时间发电负荷率为33%,负荷率在40%以下.调峰电量的补偿分两部分计算,负荷率在40%~50%时调峰电价按0.4元/(k W.h)计算,负荷率在40%以下时调峰电量的补偿电价按1.0元/(k W.h)计算,则次寒期深度调峰收益为998 X 104元.c.初末期43天,机组深度调峰时间发电负荷率为29%,负荷率在40%以下.调峰电量的补偿分两部分计算,负荷率在40%~50%时调峰电价按0.4元/(k W.h)计算,负荷率在40%以下时调峰电量的补偿电价按1.0元/(k W.h)计算,则次寒期深度调峰收益为929 X 104元.综上所述,一台350 MW超临界采暖供热机组在一个采暖期内,参与深度调峰所获得的调峰电量电价补贴约为2 175 X 104元.参考类似单台机组低压缸"零出力"改造的总投资费用为2 000 X 104元至2 500 X 104元,如果维持目前的深度调峰政策,大约一年多可收回投资,其经济效益比较可观.5 结论低压缸"零出力"改造是近几年在国内开始应用的新技术.低压缸"零出力"改造后可以提高机组的供热能力,增加机组的运行灵活性,满足机组深度调峰的需求,机组可以以抽凝背三种方式运行,且可以灵活切换.由于我国的大型抽汽供热机组在设计之初并未考虑此种特殊运行工况,改造势必会对现有机组造成一定的损害,改造前要进行充分的可行性分析论证,使技术方案周全、可靠,尽量减小对现有汽轮机使用寿命的损耗,因此需要重点关注以下几点.a.依据现有汽轮机低压缸通流设计数据建立数学模型,进行小流量下的低压缸通流部分稳定流场分析.b.结合小流量下低压缸稳定流场分析,对低压缸末级和次末级叶片进行动应力和振动特性分析.根据分析结果合理确定安全可靠的最小低压缸冷却流量、末级和次末级叶片的加强处理措施.c.完善低压缸及汽轮机本体等测点及监控系统.d.根据低压缸"零出力"改造后其他辅助系统的运行工况变化,核对相应辅助系统和设备是否满足改造要求并做相应改造.参考文献:【相关文献】[1] 倪永君,王志军,孙毓铭.汽轮机末级长叶片水蚀的初步研究[J].汽轮机技术,2008,50(1):67-69.[2] 王仲博.小容积流量下汽轮机末级长叶片可靠性的试验研究[J].中国电机工程学报,1987(4):45-51.[3] 刘万琨.汽轮机末级叶片颤振设计[J].东方电气评论,2007,21(4):12-21.[4] 陈建国,谢争先,付怀仁,等.300 MW机组汽轮机低压缸零出力技术[J].热力发电,2018,47(5):106-110.。
哈汽1000MW汽轮机运行说明书
CCLN1000-25/600/600型汽轮机汽轮机运行说明书目录1 汽轮机额定与设计数据 (1)2 安全预防措施 (2)3 轴偏心度 (5)4 轴的振动 (6)4.1概述 (6)4.2振动级别 (6)4.3异常振动 (7)4.4振幅的观察 (7)4.5报警范围内的运行建议 (9)4.6利用监视仪表进行监视 (9)5 汽缸和胀差 (10)5.1汽缸膨胀 (10)5.2胀差 (10)5.3推力位置检测仪 (12)6 润滑油系统 (14)6.1润滑油箱 (14)6.2油位调节器 (15)6.3润滑油 (15)6.4润滑油疏油温度和轴承金属温度 (17)7 低压排汽缸 (19)7.1真空度 (19)7.2温度 (20)7.3低压缸喷水装置 (21)8 汽封系统 (22)9 允许的压力和温度变化 (23)9.1所允许的初始压力变化 (23)9.2允许的再热压力变化 (23)9.3允许的温度变化 (23)9.4上下缸间所允许的温度差 (23)10 偏周波运行允许时间 (26)11 限制条件 (28)11.1热应力与变形 (28)11.2振动 (35)11.3汽缸与转子间的胀差 (36)11.4监视仪表 (36)12 建议采用的程序 (37)12.1启动前的预防措施和注意事项 (37)12.2启动程序 (37)12.3升负荷 (42)12.4平稳变负荷过程 (43)12.5紧急操作 (43)12.6汽轮机停机程序 (49)13 重新启动条件 (52)14 进水后的紧急汽轮机运行 (53)15 由于进水而导致汽轮机损坏的分类 (54)15.1推力轴承失效 (54)15.2损坏叶片 (54)15.3热应力裂纹 (54)15.4碰磨损坏 (54)15.5永久性扭曲及变形 (54)15.6间接影响 (55)16 利用热电偶检测进水 (56)17 影响损坏程度的因素 (57)17.1水量 (57)17.2蒸汽流量 (57)17.3转速 (57)18 水源 (59)18.1抽汽系统 (59)18.2锅炉和主蒸汽管 (60)18.3再热喷水减温器 (61)18.4汽封系统 (62)19 盘车 (63)19.1汽轮机启动前的盘车 (63)19.2汽轮机启动时的盘车 (63)19.3汽轮机停机时的盘车 (64)19.4汽轮机长期停机 (64)20 盘车注意事项 (65)20.1油泵 (65)20.2汽封系统 (65)20.3轴承供油温度 (65)20.4轴承金属温度 (65)21 盘车中断 (66)22 紧急盘车 (67)22.1由于轴振动大而引起的汽轮机跳闸 (67)22.2轴承损坏 (67)22.3盘车装置问题 (68)22.4润滑油冷却水系统的停止 (68)22.5油泵的停止 (68)23 进水 (70)24 低速运行 (71)24.1在低速区域内提高转速 (71)24.2低速匀热 (71)25 超速试验冷启动程序 (72)26 全周进汽 (73)27 最低负荷建议 (74)28 低负荷运行限制值 (75)29 给水加热器退出运行时的运行限制值 (76)30 超出合同承诺的机组运行 (78)31 应力腐蚀裂纹和给水处理 (79)1 汽轮机额定与设计数据汽轮机型号: TC4F-SLEB48”(单轴四排汽)额定输出(T-MCR):1000000 kW最大工况(VWO):1069347 kW最低运行负载:25% 负载额定转速:3000 rpm旋转方向:CCW(逆时针)蒸汽参数高压汽轮机入口处的主蒸汽压力:25MPa abs 高压汽轮机入口处的主蒸汽温度:600℃排汽压力低压A汽轮机: 4.4 kPa abs低压B汽轮机: 5.4 kPa abs抽汽级数: 8级数高压汽轮机: 10中压汽轮机: 7×2 级低压汽轮机: 6×4 级总级数: 482 安全预防措施如果振幅在报警范围内的时间达到两分钟,则应当使汽轮机停止运行。
汽轮机40/48英寸钢制末级叶片的开发与应用
汽轮机40/48英寸钢制末级叶片的开发与应用【摘要】从研发开始就以低成本、高性能的钢制叶片取代钛合金叶片的联合开发。
来自公司的热平衡、空气动力学设计、结构设计和材料开发等部门的技术人员组成了开发队伍,开始了对40英寸/48英寸末级叶片系列的开发工作。
【关键词】汽轮机;末级叶片;开发与应用1.前言公司开发了火电站汽轮机用长度为48英寸和40英寸,且具有世界最大环形排汽面积和高性能的末级钢制叶片系列。
自从开始着手设计首台应用该长叶片、且面向市场的联合循环汽轮机,该机组开始进入调试阶段。
本文概述了该叶片的开发和实际应用情况。
2.开发要点开发具有更大环形面积和高性能的末级动叶是提高汽轮机性能的有效手段。
叶片长度和环形面积应该通过综合考虑材料强度设计、结构设计和性能来选定,而50Hz48英寸叶片的环形面积为11.9m2,是世界上最长的钢制末级叶片。
通过减薄叶型厚度同时实现了减轻重量和提高空气动力学性能等目标。
结构与运行业绩的高可靠性钛合金40英寸末级叶片基本相同,也采用弧形枞树型叶根,具有高减振能力的整圈连接式整体围带,以及拉筋凸耳/套筒等结构。
末级的设计点通过环形面积除以质量流量得出的端面载荷以及环形面积除以容积流量得出的排汽轴向速度表示。
该设计点根据市场调查的结果确定,然后按照这一设计点进行了结构设计和空气动力学设计的优化。
之后,又设定了高流量侧和低流量侧的设计点,并按照这两个设计点开始进行设计。
运用以往空气动力学分析常用的3元流体数值解析和有限元结构分析方法,反复进行结构设计和空气动力学设计的优化,最终开发出了通流面积比原有42英寸叶片增加了25%的28英寸叶片。
在叶片材料方面,以具有良好耐腐蚀和耐侵蚀性、并拥有运行业绩的15Cr 钢为基础优化了其成分,改进了热处理规范,从而抑制了其对应力腐蚀裂纹的敏感性,提高了强度。
在转子材料方面,以拥有大量应用业绩的3.5NiCrMo钢为基础,优化了其成分,改进了热处理规范,从而抑制了对应力腐蚀裂纹的敏感性,并提高了强度。
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末 级叶栅 的相互作用 , 会导致 排汽缸进 口参 数分布
不 均匀 , 进 而 影 响 排 汽 缸 内流 动 , 影 响 排 汽 缸 的
性能。
( 3 )在 进 行 排 汽 缸 的 结 构 设 计 和性 能 优 化 时 ,
值研究[ J ] .北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 , 2 0 0 2 , 2 8 ( 6 ) : 6 5 2 — 6 5 3 . [ 3 ]刘 建 军 , 蒋 洪 德 .汽 轮机 低 压排 汽 系统 气 动 性 能 分 析 [ J ] .工
程热物理学报 , 2 0 0 4 , 2 3 ( 4 ) : 4 2 5 4 2 8 .
[ 4 ]杜 占波 , 张荻 , 孙 弼 .透 平低 压 排 汽 缸 数 值 模 拟 [ J ] .西 安 交
图 8 排 汽 缸 各 部 分 分 界 面
通大学学报 , 2 0 0 0 , 3 4 ( 3 ) : 3 6 — 3 9 , 8 9 .
从 表 3中 可 以 看 出 : 在 扩 压 器 的作 用下 , 末
3 结 语
通 过 数 值 模 拟 的 方 法 对 排 汽 缸 和 末 一 级 叶
界面 , f面 为 排 汽 缸 的 出 口 面 。 各 截 面 在 排 汽 缸 计 算域 的位 置见 图 8 。
表 3 排 汽 缸 性 能 系 数
栅进 行 整周耦 合计 算 , 并 分 析 了排 汽 缸 内的 流 动
构, 导致 扩压 区 域缩 小 , 一 定 程 度 上 减 弱 了 扩 压
[ 6 ]樊 涛 , 谢永慧 , 张荻 , 等 .汽 轮机 低 压 排 汽 缸 与 末 两 级 耦 合 流
动的三维数值模拟 _ J ] .中 国 电 机 工 程 学 报 , 2 0 0 7 , 2 7 ( 2 6 ) :
式中: P 。 、 P 。 、 P 。 。 、 P 。 分 别 为 n 面 和 b面 的 平 均 静 给 出 了 排 汽 缸 内 扩 压 器 和 整 个 排 汽 缸 的静压 恢 复系数 和 总压 损 失 系数 , 其 中 n面 为 排
汽 缸 的 进 口环 面 , b面 为 扩 压 器 和 排 汽 蜗 壳 的 交
l I
应 当 考 虑 末 级 叶栅 流 动 对 排 汽 缸 流 场 的影 响 。
参 考文 献 :
[ 1 ]蔡 颐 年 .蒸 汽 轮 机 [ M] .西 安 : 西安交通大学出版社, 1 9 9 8 .
I I I
[ 2 ]徐 旭 , 康顺 , 蒋 洪 德 .低 压 蒸 汽 透 平 排 汽 缸 内 能 量 损 失 的 数
第5 期
李 勇 : 排 汽 缸 与 末 级 叶 片耦 合 流 动 的 整 周 数 值 模 拟
C 来 衡 量 这 两 方 面 的 性 能 。从 口面 到 6面 ( 见 图 5 ) 的静 压恢 复系 数和 总压损 失 的形式 为 :
增加 , 引 起 的 能 量耗 散 越 来 越 大 , 到 达 排 汽 缸 出 口时 , 总压 损 失 系 数 达 到 了 0 . 7 8 ; 同 时 由 于 排 汽 蜗壳 和 收集段 的扩 容 , 静 压恢 复 系数 降到 了 0 . 0 9
情况 , 得 到 以下 结 论 : ( 1 )采 用 整 周 耦 合 计 算 , 考 虑 到 末 级 叶 片 排 汽
的影 响 , 消 除单通道 叶栅周 期性交界 面参 数传递误 差, 可 以使排 汽缸进 口参数 与实 际 情况更 为接 近 ,
提 高 了排 汽 缸 数 值 模 拟 和性 能 预 测 的准 确 度 。
[ 5 ]杜 占波 , 王 科 军 .汽 轮机 低 压 排 汽 缸 和 末 两 级 流 场 的联 合 数 值 模 拟 口] .发 电设 备 , 2 0 0 1 , 2 5 ( 1 ) : 1 2 - 1 5 .
级排 汽 的余速 动 能逐 渐 被 回收 转化 为压 力 能 ; 但
由于扩压 器上 部发 生 汽 流分 离 , 开 始 形成 旋 涡 结
左右 。
c 舞 一 b m P a
C 盘 1 一_ P o b — - — P - o a
/ 9 O a Pa
( 1 )
( 2 )
所 以研 究 排 汽 缸 内 的 真 实 流 动 结 构 , 设 法 减 弱或者 消 除扩压 器 内的流 动 分 离 , 对 于 降 低 流 动 损失、 提高静 压恢 复有 重要 作用 。
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器 的静压恢 复 能力 , 增 加 了能量 损 失 。随着 汽 流
向下 折转 , 旋 涡 结 构 不 断发 展 , 尺 度 和 强 度 不 断
[ 7 ]席 光 , 高丽敏 , 王 尚 锦 .离 心 压 缩 机 级 内三 维 粘 性 流 动 数 值
分析E J ] .工 程 热 物 理 学 报 , 2 0 0 2 , 2 3 ( 1 ) : 4 9 — 5 1.