汽轮机叶顶漏汽损失问题探讨

汽封性能的优劣,不仅影响机组的经济性,而且影响机组可靠性。本文主要讨论了汽轮机叶顶漏汽损失问题,在分析传统齿形汽封面对的问题基础上,重点对于改进型汽封的发展进行探讨,以期有利于改进汽轮机叶顶漏汽损失问题。     

汽轮机前汽封漏汽分析及治理

本文针对我厂4#汽轮机前汽封漏汽和凸凹肩磨平分析原因:汽缸跑偏,前汽封轴向调整垫不合理,前汽封径向间隙不合格,汽缸保温不好,运行人员操作不当,水质不合格,制定相应的治理措施。特别是对转子汽封凸凹肩的修复工作和径向间隙的调整做了大量工作,在大修逐次落实。使4#汽轮机前汽封漏汽得到根治,提高了机组安全性与经济性。     

55MW汽轮机组端部汽封改造——梳齿汽封与侧齿汽封的对比分析

在现代汽轮机检修中,端部汽封漏汽是最常见的,它不仅使机组汽耗增大、真空降低,而且使汽轮机油长时间油中带水,严重影响机组运行的经济性和安全性。在工作中我们对端部汽封进行了改造,将老式梳齿汽封改为新节点式侧齿汽封,取得了良好的效果。     

600MW超临界机组汽动给水泵转子振动研究

为了从根本上解决600MW超临界机组汽动给水泵存在的振动问题,本文首先在分析汽动给水泵转子的结构特点基础上,建立了汽动给水泵转子支承系统的有限元振动分析模型。然后,应用该模型计算了转子系统的临界转速及其模态振型。最后,通过在叶轮上施加不同不平衡品质的原始不平衡质量方法,计算了转子系统的不平衡响应,分析了不平衡响应与叶轮不平衡品质的关系。研究结果表明,600MW超临界机组汽动给水泵转子为刚性转子,在工作转速下,转子振动对出水口处叶轮的偏心质量比较敏感;提高叶轮的不平衡等级可以减小转子的振动,但是需要同时提高各个叶轮的不平衡等级才能获得的明显效果。因此,为了控制汽动给水泵转子的振动,需要从转子支承系统整体考虑,提高转子部件特别是叶轮的加工、安装和调试精度。     

非均匀进汽时迷宫密封汽流激振动力特性的研究

采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术的URANS方程求解方法,研究了动、静叶干涉作用以及级间补汽导致的非均匀进汽温度和压力条件下叶顶迷宫密封汽流激振转子动力特性,计算分析了进汽预旋比为0.2、0.5、0.7时叶顶迷宫密封转子动力特性系数,并与均匀进汽温度和压力条件下迷宫密封转子动力特性系数进行了比较。研究结果表明:密封转子稳定性随进汽预旋比的增加而降低;非均匀和均匀进汽条件下迷宫密封腔室周向旋流强度和腔室压力分布的差异随进汽预旋比的增加而逐渐减小,2种进汽条件下密封转子动力特性系数之间的差异随进汽预旋比的增加而减小;与均匀进汽相比,进汽预旋比为0.2时非均匀进汽下迷宫密封交叉刚度至少降低82.7%,交叉阻尼至少增加30.7%;进汽预旋比为0.5时非均匀进汽下迷宫密封有效阻尼仅在涡动频率为50~100 Hz时较均匀进汽低8.4%~12.4%;进汽预旋比增加至0.7时,非均匀和均匀进汽条件下迷宫密封转子动力特性系数基本相同。显然,进汽预旋比较高时进汽均匀性对迷宫密封汽流激振转子动力特性系数的影响可以忽略。     

超临界机组汽动给水泵转子振动研究

为了从根本上解决超临界机组汽动给水泵存在的振动问题,首先在分析汽动给水泵转子的结构特点基础上,建立了汽动给水泵转子支承系统的有限元振动分析模型。然后,应用该模型计算了转子系统的临界转速及其模态振型。最后,通过在叶轮上施加不同不平衡品质的原始不平衡质量方法,计算了转子系统的不平衡响应,分析了不平衡响应与叶轮不平衡品质的关系。研究结果表明,超临界机组汽动给水泵转子为刚性转子,在工作转速下,转子振动对出水口处叶轮的偏心质量比较敏感;提高叶轮的不平衡等级可以减小转子的振动,但是需要同时提高各个叶轮的不平衡等级才能获得明显效果。因此,为了控制汽动给水泵转子的振动,需要从转子支承系统整体考虑,提高转子部件特别是叶轮的加工、安装和调试精度。     

补汽对透平级气动性能和静叶汽封转子动力特性影响的数值模拟

为了研究补汽对汽轮机通流部分气动性能和转子动力特性的影响,首先采用数值求解三维RANS方程和k-ε湍流模型的方法,研究了无补汽和2种补汽工况下补汽对透平级气动性能的影响。在此基础上,以不同补汽工况获得的透平级静叶汽封的进出口气动参数为边界条件,采用多频椭圆涡动模型和动网格技术计算了静叶汽封的非定常气流激振转子动力特性系数。研究结果表明:补汽射流冲击下游静叶栅的叶根区域会造成旋涡流动,导致下游静叶栅的进口气动参数沿周向出现不均匀分布,透平级的气动性能随着补汽量的增加而下降;补汽射流改变了的下游静叶汽封的气动参数,使得预旋比由0.02逐渐增大为0.06、0.16,进而导致汽封的转子动力特性发生改变。该结果可为补汽对机组气动性能和转子动力特性影响的研究提供参考。     

凝汽器自动除垢强化换热装置技术应用

本文论述我国电厂凝汽式发电机组热损失主要集中在汽轮机排汽热损失上,占全厂总热损失的50%左右,分析了造成汽轮机排汽热损失及真空低的主要原因,重在说明电厂通过凝汽器自动除垢强化换热装置的应用,是减少汽轮机排汽热损失、提高真空、降低端差,提高发电机组热效率的有效手段。     

汽轮机组调节系统的重叠度与节流损失

以实际运行机组为模型,分析了影响125MW汽轮机组调速汽门节流损失的诸多因素,讨论了阀点位置、预启阀、门杆热膨胀等因素对调节汽门重叠度的影响,通过计算确定了机组调节汽门重叠度的合理取值,并进行机组配汽特性和调节汽门节流损失的试验、分析及数据处理,在此基础上对机组调节汽门实施了改造。对此试验证明取得了较好经济效益。     

减小汽轮机汽门门杆漏汽有效途径的探讨

各种类型的汽轮发电机组的主汽门、调速汽门均存在不同程度的门杆漏汽,在当前节能降耗的趋势下,减少或避免门杆漏汽,可以进一步减少漏汽产生的损耗。为此,探讨汽门门杆密封新的结构形式,对门杆密封进行改进,达到更好地密封效果,提高机组的热经济性。     

风扇叶片结冰对航空发动机不平衡响应影响研究

航空发动机风扇叶片结冰对转子不平衡具有显著的影响;并导致发动机推力的损失。针对风扇叶片结冰对转子不平衡的影响问题,采用结冰软件详细分析了商用航空发动机风扇叶片结冰情况。基于隐式动力学模型研究了风扇叶片结冰引起的整机转子不平衡。通过整机有限元模型研究了风扇叶片结冰对不同支撑轴承载荷和位移的影响;进一步研究了不平衡条件下转子和静子的间隙。研究结果表明风扇叶片结冰质量的最大工况为地面慢车状态,对一号轴承和二号轴承有一定的影响。提出的分析方法可以为风扇叶片防冰设计和验证提供指导。     

含储能系统及风电的电力系统动态经济调度

风电的随机性和波动性给传统的调度带来困难,为此在模型中引入储能系统,分析了储能系统对含风电的电力系统经济调度的影响,尤其是对系统调峰的影响。将含风电和储能系统的经济调度描述为一个非线性优化问题,建立了一个风电场与储能系统相配合的清洁经济调度模型,其目标函数在传统火电机组运行费用的基础上兼顾了火电的排污成本,寻求经济和环保总成本的最优解,采用粒子群算法对该模型进行求解。通过6机系统算例分析,表明该模型能够有效地控制储能系统的出力;储能系统的引入可明显降低系统的运行费用,尤其是火电机组调峰的费用,且提高了风能利用率。     

Experimental study on absorption of blade vibration of honeycomb seal and shunt injection

Honeycomb seals and shunt injection have been proposed to weaken the blade vibration. Honeycomb seals, as well as, smooth seals were tested with different seals' clearances and shrouded blades. The shunt injection was sprayed to the blade tip clearance in the reverse direction of the main flow. Experimental results showed that both honeycomb seals and shunt injection had the damping effect for blade vibration, and the blade vibration magnitude could be reduced by more than 25% and 17%, respectively. When the two methods were adopted synchronously, more than 1/3 of the blade vibration could be reduced. Consequently, adopting honeycomb seal and superinducing proper shunt injection are two useful ways to minimize vibration of the blade from the viewpoints of avoiding blade rupture and improving the rotor stability.     

基于灰色关联和层次分析的冷热电联供方案优化研究

楼宇冷热电联供系统能够将冷、热、电三种负荷有机地结合到一起,充分利用低品位的热能实现能源的梯级利用,具有较高的能源利用效率.综合考虑经济、环保、节能、可靠性等指标,对楼宇冷热电联供系统进行方案选择.根据灰色系统关联分析法和层次分析法原理,建立了楼宇冷热电联供方案评价分析数学模型,以某图书馆为例进行了冷热电联供方案分析,找到了综合最优方案.通过客观地选择评价指标和权重系数,提高了冷热电联供方案选择的全面性和科学性.     

电力系统中机组组合问题算法的研究

机组优化组合问题是电力系统经济调度的一个重要环节,合理的开停机方案可带来很大的经济效益．实践表明机组优化组合比优化分配负荷更加经济,但由于问题十分复杂,很难找出理论上的最优解．介绍了解决机组组合问题的拉格朗日松弛法及遗传算法,并将两者结合起来对实际算例进行了分析．结果表明,两种算法结合求解能有效克服遗传算法的早熟现象,使生成解的对偶间隙减小,振荡现象得到抑制,能很快收敛到最优解,运行效率高,比传统的算法具有更高的鲁棒性．     

控制二次流发展的前伸小圆角端区流动控制机理

基于哈尔滨工业大学自主开发的带冷气叶片气动网格自动生成技术,通过Ansys公司下的CFX软件,对国产某型民用航空发动机高压涡轮第一级动叶进行设计。设计中采用了一种新型控制二次流发展的叶形,使用特殊前缘参数化设计方法。具体操作为叶片根部叶形前缘前伸,前缘修小圆,在前缘吸力面位置局部内凹,并沿叶高一定范围内进行光滑过渡,即形成根部区域修型,其他区域不变的新叶形。研究表明:采用此方法能够有效的降低由于叶片前缘马蹄涡造成的通道涡等涡系的尺度及强度,从而减少气动损失。     

高温高盐可动凝胶配方研究与应用

通过室内实验,研究了聚合物分子量、聚合物浓度、交联剂用量及pH 值等因素对耐高温有机交联剂HT 2008 与高分子量星形抗温耐盐聚合物CA 2588 形成的凝胶黏度和成胶时间的影响,确定了尕斯库勒E13 油藏高温高盐可动凝胶调驱体系的基本配方及性能;环境扫描电镜结果表明,高分子量星形抗温耐盐聚合物CA 2588 和耐高温有机 交联剂HT 2008 能够形成稳定的互穿网络体型结构,该可动凝胶体系,在矿化度为117 000 mg/L（且钙镁离子含量高 达3 340 mg/L）、pH 值为7.80、实验温度为126 ℃ 条件下,5 d 时的黏度达到最高值43 900 mPa·s,180 d 时凝胶黏度为 43 500 mPa·s,耐温耐盐性能好,稳定性好;在尕斯库勒油田E13油藏进行深部调驱现场应用后,取得预期效果。     

可倾瓦滑动轴承摩擦功率损耗特性研究

为了在降低轴承能耗的同时保证透平机械的高效安全运行,对轴承-转子系统进行了更准确的建模仿真。首先对转子和轴承间隙内的油膜厚度进行了精细建模,考虑润滑油温粘效应及轴瓦变形,结合小扰动法计算轴承转子动力学参数,开发出计算五瓦可倾瓦轴承程序(COMDYN-Bearing),并将文献数据与本文数据对比,以验证本模型在多项参数中尤其是功率损耗计算的准确性。最后以某合成氨装置工业汽轮机为例,实证研究轴承宽径比、预负荷等结构参数对功率损耗以及转子稳定性的对应关系,结果表明:随着轴承预负荷的增大,轴承功耗和最高瓦温随之降低,但转子的稳定性也随之降低;随着宽径比的增加,轴承最大瓦温降低,但功耗增加,转子稳定性降低。     

前缘倒角对涡轮轮缘密封性能的影响

研究转子叶片前缘倒角结构对涡轮轮缘密封性能的影响机制，在不同封严流量下，对转子前缘带倒角和不带倒角的轮缘密封装置进行数值模拟。研究结果表明：转子前缘倒角结构通过改变前缘附近压力势场从而对主流燃气入侵和封严出流冷气与主流的干涉产生影响。增加倒角结构有利于减弱主流高温燃气入侵的程度，在低封严流量下，最大可使得涡轮盘腔封严效率提高7%；倒角结构削弱了由封严间隙涡和马蹄涡形成的通道涡强度，降低封严冷气与主流干涉造成的气动损失。当封严流量为主流流量的1.3%时，带倒角装置的涡轮级气动效率增大2.1%。     

汽轮发电机组超速保护对机组热力系统的影响

利用仿真软件对某发电机组的超速保护系统进行建模,模拟机组甩负荷和转子超速后功率负荷不平衡保护和超速保护的动作特性,分析超速保护动作对机组热力系统的影响.结果表明:当机组功率负荷不平衡保护和转子超速保护动作时,快关高调阀和中调阀,会导致阀前主蒸汽压力迅速升高,升至额定压力的1.1415倍,对机组阀门产生一定的冲击力,甚至导致安全阀超压,影响锅炉燃烧.功率负荷不平衡保护存在的唯一优点在于机组超速时能早于超速保护动作,但两种情况对控制超速的效果相差不大,相比较而言,误动作带来的危害更大.