大型汽轮机调节级动叶栅温度场分析

超临界汽轮机调节级承担着较大的焓降,温度梯度更大,会引起高压缸各级相当大的热应力和热变形,特别是调节级动叶栅及调节级处的转子表面的温度变化较为剧烈,这将影响机组的启停及变工况速度,不利于机组的调峰。而本文以某600MW超超临界汽轮机为例,建立了调节级动叶栅的有限元分析模型,模拟出整个动叶栅及转子表面的温度分布图,为研究超超临界汽轮机各级叶片和转子热应力的分析提供了理论基础,并为机组的启动优化提供了参考。     

百万等级超超临界汽轮机进汽调节方式分析

喷嘴调节和节流调节是目前汽轮机进汽调节的两种主要调节方式。通过对百万等级超超临界汽轮机组,喷嘴调节和节流调节两种汽轮进汽调节特点及运行方式的分析和比较,收集两种不同进汽调节方式的机组的各种运行工况的热耗,并进行经济性分析,得出两种调节方式在汽轮机在各种运行工况时的优缺点。然后对百万等级超超临界机组,采用喷嘴调节的可行性,从结构设计、材料应用、制造工艺等方面进行了详细的分析,结果认为百万等级超超临界汽轮机机组,采用喷嘴调节的方案是可靠的,也是经济可行的。从而对百万等级超超临界汽轮机的进汽调节方式的选用提供参考。     

百万等级超超临界汽轮机进汽调节方式分析

喷嘴调节和节流调节是目前汽轮机进汽调节的两种主要调节方式.通过对百万等级超超临界汽轮机组,喷嘴调节和节流调节两种汽轮进汽调节特点及运行方式的分析和比较,收集两种不同进汽调节方式的机组的各种运行工况的热耗,并进行经济性分析,得出两种调节方式在汽轮机在各种运行工况时的优缺点.然后对百万等级超超临界机组,采用喷嘴调节的可行性,从结构设计、材料应用、制造工艺等方面进行了详细的分析,结果认为百万等级超超临界汽轮机机组,采用喷嘴调节的方案是可靠的,也是经济可行的.从而对百万等级超超临界汽轮机的进汽调节方式的选用提供参考.     

汽轮机分流叶栅粘性损失的计算方法及试验

为解决多分流叶栅的粘性损失问题,研究了多分流叶栅叶片表面边界层发展情况,分析了分流叶片对主流叶片上边界层发展和分离的影响以及对整个流场的影响,在此基础上,建立了分流叶栅的损失模型和损失系数计算公式,并计算了３种类型的损失系数。通过对３种叶栅吹风试验表明,所建立的粘性损失模型和失系数计算公式与实际情况相符,提供了多分流叶栅通用的损失模型和损失系数的计算方法及程序,使叶栅设计更接近实际。     

超超临界汽轮机高压缸旁路冷却系统冷却特性研究

采用耦合流动计算和共轭传热的数值方法研究了1 000MW超超临界汽轮机高压缸旁路冷却系统的冷却特性,给出了系统作用下高压缸内外缸和轴端平衡活塞等固体部件的温度场分布特性,对比了有/无内部旁路冷却系统在不同条件下高压缸的温度场。研究结果表明:超超临界汽轮机高压缸旁路冷却系统能有效冷却高压缸内缸和轴端平衡活塞,使整体温度水平明显下降,高压缸外缸温度略有上升,高压缸内缸在旁路冷却系统的作用下温度分布均匀;对于阶梯式平衡活塞的冷却作用,主要取决于3段汽封长度、汽封齿间隙及平衡活塞前径向间隙。     

超超临界汽轮机高压转子低周疲劳及损伤分析

为了评估国产某百万级超超临界汽轮机高压转子的高温强度,利用有限元分析软件Abaqus建立了超超临界汽轮机高压转子的轴对称有限元模型,加载了相应的热力边界条件,分析了转子在冷态启动过程中的温度和应力分布以及特征点的等效应变变化过程,并采用Mansoncoffin公式预测转子在冷态启停过程中产生的疲劳损伤.结果表明:在转子启动初期,凝结换热所导致的转子表面与转子中心的温差较大;在转子启动初期,转子受热不均匀所引起的热应力较大,在转子启动后期,其应力降至较低水平;高压转子在平衡活塞圆弧段产生的低周疲劳损伤最大,但其值仅为1.692×10-4,在所设计的使用条件(30a启停360次)下不会出现低周疲劳失效的危险.     

超超临界汽轮机高压缸旁路冷却系统流动特性的研究

采用耦合流动计算和共轭传热的数值方法研究了1 000 MW超超临界汽轮机高压缸内部旁路冷却系统内的流场特性,给出了旁路冷却系统内三维流动细节和温度与压力场的分布规律,并与未考虑内、外缸传热作用的纯流动计算结果进行了比较.结果表明:旁路冷却系统中流动形态主要受系统结构和蒸汽自身流动特性的影响;温度场分布不仅受蒸汽流动形态的影响,还取决于高压缸固体域对流体域的传热作用.研究结论验证了,耦合流动传热数值方法能够更加真实地反映旁路冷却系统内温度场的分布.     

超超临界机组汽动引风机汽源切换问题分析

以某新建2×1000 MW超超临界燃煤机组为例,分析了引风机汽轮机正常运行汽源与备用汽源之间存在的不匹配问题,指出通过对现有系统的改造,大大提高了引风机汽轮机备用汽源供汽的可靠性和灵活性。     

670MW超临界机组汽轮机事故分析及处理

本文分析了670MW超临界机组汽轮机事故发生的现象及原因,并提出了处理方法意见。     

汽轮发电机组调节级喷嘴改造探讨

调节级效率对高压缸效率有着重要的影响,国产引进型300 MW汽轮机普遍存在调节级效率偏低的问题。文章分析了调节级效率偏低的原因,并提出了改造的方法,通过喷嘴的优化改造,提高了调节级效率,达到提高机组运行经济性的效果。     

超临界汽轮机阀壳的温度场和应力场计算分析

采用大型有限元分析软件NASTRAN,对超临界1 000 MW汽轮机中压缸主汽阀阀壳的冷态启动过程和额定工况下的温度场和应力场进行计算,得到了冷起动过程中阀壳的温度和应力分布规律,并将冷启动结束时的计算结果同额定工况下的计算结果作一对比分析.     

紊动射流对叶栅内气相流场的影响

从空气动力学的角度提出了“气垫防磨”理论，并以气垫叶栅作为研究对象，在不同的主流与射流速度比、不同的缝隙数和缝隙宽度等条件下，利用IFA300型热膜风速仪系统对叶片表面附近的流场进行了测量，得出了各工况下的气垫厚度，结果表明，增加射流速度、缝隙宽度和缝隙数量，气垫厚度也相应增加，并且气垫的厚度主要由叶片前半部分的射流决定，在理论上论证了垫防磨的可行性。     

汽轮机调节级非定常流动的数值模拟及汽流激振力研究

针对汽轮机调节级的非定常效应产生汽流激振力的问题,基于ANSYS CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面模型和结构化六面体网格对带有进汽室和加强筋的汽轮机调节级进行了全周三维非定常黏性流场的数值模拟.研究发现:调节级非定常时均轮周效率低于定常轮周效率;动叶在进出堵塞区域时存在较大的轴向汽流力和切向汽流力;低频汽流激振力的基频为50Hz;汽流压力和静熵在不同截面的周向分布差异较大,在向下游运动过程中逐渐趋于平均;堵塞区域的动叶通道掺混损失及鼓风损失较大,其将影响动叶的做功能力,进入堵塞区域时动叶吸力面首先受到影响.     

超超临界660 MW塔式锅炉末级过热器炉内外壁温对比分析

利用超超临界660 MW塔式锅炉末级过热器炉内外壁温测点数据,分析在不同负荷下炉内壁温与炉外壁温的关系。结果表明:机组运行过程中,要关注管屏以及同屏管间热负荷分布情况,以便及时通过燃烧调整消除热偏差;随负荷变化,炉内外壁温变化趋势相同,炉外壁温经估算后能够反映炉内管壁的实际温度;壁温监测需要炉内外壁温测点相互配合,以防炉内温度测点所在位置不是热负荷高的区域。     

1000MW超超临界二次再热汽轮机系统(火用)分析

针对1 000 MW超超临界二次再热机组的汽轮机系统进行不同负荷的?分析.根据?平衡方程,利用?损失和?效率,阐述不同负荷条件下汽轮机系统的性能并确定能量损失部位.结果表明:在不同负荷条件下,汽轮机的?损失最大,主要集中在超高压缸和低压缸,该汽轮机?效率较高且稳定;该机组回热系统的?损失集中在1#,3#高压回热加热器和6#,7#及9#低压回热加热器,高压加热器的?效率高且不随负荷波动,低压加热器的?效率较低且随负荷的变化而变化,虽然两部分的热力学完善度不同,但不同负荷均具有较好的性能;凝汽器的?损失很小,约为汽轮机的20%,且随着负荷的降低明显减小,可见该机组凝汽器能量利用率较高.     

调节级双胞胎叶片模态阶序的转移

采用三维8节点非协调单元有限元模型,对50MW汽轮机调节级双胞胎叶片的振动特性进行了计算分析.计算结果表明,在工作状态下,温度的影响和离心力的作用使得轮缘周向尺寸增大,造成了叶根的松动,从而导致振动延伸到叶根部分,振动下传不仅导致旋转状态下的固有频率小于相应的静频值,而且由于参加振动叶片的结构刚度和质量的重新组合,导致叶片模态阶序发生了转移.在静止时,叶片的第1阶固有振动为切向振动,第2阶固有振动为轴向振动;在旋转态下,第1阶固有振动变成了轴向振动,第2阶固有振动变成了切向振动.     

汽轮机组调节级压力偏高、汽耗偏大的问题及处理

<正>天业电厂四期工程汽轮机为哈尔滨汽轮机厂的C135/N150-13.24/535/535/0.981型,汽轮机为超高压、中间再热、双缸、双排汽、单抽、凝汽式汽轮机。汽轮机控制系统采用     

1000MW超超临界机组等效热降计算

以某1000 MW超超临界机组的THA工况为基础,进行等效热降计算。计算结果和该机组THA工况的热力平衡图相比,热耗率误差为0.0875%。通过对该机组的等效热降计算,可以为以后定量分析其他同类型机组的节能改造措施提供参考。     

超临界1000 MW汽轮机高压缸温度场及应力分析

应用有限元分析程序分别计算分析了超临界1 000 MW汽轮机高压内外缸稳态运行时的温度场、热应力、机械应力及综合应力,并将高压内外缸分别计算的结果与高压内外缸合在一起进行计算的结果进行了比较.得出了该汽轮机高压缸较全面的强度数据,为汽缸的安全性评定和寿命预测提供了技术依据.     

静叶斜置对高参数汽轮机再热后第一级叶栅冲蚀的影响

在高温、高速加速冲蚀试验结果所建立的叶栅材料冲蚀率模型和粒子反弹模型的基础上,利用三维数值计算法模拟、分析了静叶斜置对超临界及超超临界汽轮机再热后第一级叶栅冲蚀特性的影响.结果表明:再热后第一级静叶斜置角度为30°时,静叶压力面最大冲蚀失重减小了约30％,吸力面尾缘的冲蚀破坏明显减轻,级效率仅下降0.1％;进一步增大斜置角度,再热后第一级叶栅抗磨性能提升并不明显,级效率下降了1％;减小斜置角度会使静叶压力面最大冲蚀失重增加23％,叶栅抗磨性能显著降低.该研究结果可为减轻再热后第一级叶栅的冲蚀破坏提供技术依据.