超临界汽轮机高压级改型设计的数值研究

采用商用软件Numeca数值模拟引进超临界机组的高压第八级静叶栅（原型）,并用试验数据校核计算结果。在实际工况下,设计前后掠叶片级。通过数值模拟原型级和改型级的气动性能,评价改型级气动性能的优劣。     

轴向间距改变对压气机clocking效应影响的数值模拟

采用一种新型的环面叶栅计算方法对两级低速压气机中径处的非定常流动情况进行了数值模拟,针对第二排静叶在一个栅距内的8个不同的时序位置下,同时移动动叶在轴向相对位置,通过数值计算结果表明:在两级静叶间轴向间距不变的情况下,动叶的轴向位置对上游静叶尾迹输运过程有显著影响,在三个CASE计算中,动叶后移时,压气机效率整体最高.轴向间距的缩短对提高整机效率有益.此外环面叶栅计算结果跟平面叶栅结果总体上趋于一致,最高、最低时序位置也相同,但流场信息更为丰富合理;相对于通常的单流道计算,环面叶栅方法更能全面反映全流道周向流动情况,从而为叶轮机械设计及前后叶排间相互干涉研究提供理论依据.     

末级静叶片除湿流动的数值研究

在叶栅流道内,因流道几何形状及汽流流动的复杂性,使湿蒸汽的流动及湿蒸汽与流道的相互作用呈现多样性.水滴与叶片之间的液固动力学作用,水滴与汽相之间的汽液两相动力学作用,使水滴所发生的物理现象多样化,因而叶栅流道内的汽液流动损失也是非常复杂的.文中对末级静叶开设除湿沟槽的流场进行了气液耦合计算.通过对计算的结果分析,讨论了壁面附近液滴的运动特点及除湿槽附近气流流动的特点.     

大功率汽轮机低压缸的改进方案

大功率汽轮机汽缸中成功采用径流-轴流级以及切向进汽的效果令人期望,汽轮机生产在此技术领域应不甘落后。依靠在高、中、低压缸采用切向进汽和径流级也可以进一步提高超临界机组的经济性和可靠性。     

汽轮机末级空心静叶双抽吸缝除湿的数值研究

文中通过均匀介质多相数值模型、水蒸汽平衡相变模型和水粒子模型,数值模拟了某凝汽式汽轮机末级静叶栅,发现了水滴在静叶栅中的沉积规律.文中对设计的两种抽吸缝方案进行了比较,并得出了结论.     

300MW汽轮机高压缸排汽参数偏高原因分析及处理

以广东粤电云河发电有限公司两台300 MW机组为研究对象,针对其存在的高压缸排汽参数较设计值偏高的情况进行研究分析。经检查确认后发现原因为高压缸进汽导管密封环安装反向,调整后高压缸效率有了显著提高,高压缸排汽参数也得到明显下降。     

汽轮机静叶除湿缝性能分析及结构改进

基于数值模拟方法,采用双流体模型,分析了汽轮机静叶除湿缝特性对除湿能力和级性能的影响,结果表明：随着除湿缝角度减小或宽度增大,除湿能力逐渐提高,级效率逐渐降低;除湿缝进口倒斜角或圆角,能提高除湿能力,但会略微降低级效率;在吸力面或压力面增加除湿缝数量,能显著提高除湿能力,但会大幅降低级效率。综合考虑除湿能力、级效率、叶片强度和加工可行性,该机组末级静叶除湿缝角度建议取45°,宽度建议取4 mm,进口建议倒斜角。     

采用内冷铁消除精铸叶片的缩松和裂纹

我厂的精铸叶片有蒸汽轮机和燃汽轮机两种机组上的静叶。从叶片的结构来看都不适合精铸工艺的要求,尤其是蒸汽轮机焊接隔板5—12级静叶,其截面厚薄相差太大(截面最大厚度为出汽边的19倍如图1),叶片较高(叶高相当于最大厚度热节圆的4～5.5倍)。这些结构上的特     

台山电厂5B引风机静叶突开及引风机过流故障处理

介绍了台山电厂一期5号机5B引风机静叶全开的异常处理过程,并详细论述了机组重要参数的调整和控制过程,提出了引风机静叶故障时机组管理和运行调度管理的改进办法,对同类机组解决类似问题具有借鉴意义。     

叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶片叶栅和-10°、-20°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明,对该叶型叶栅,随着叶片反弯曲角的增加,叶栅出口通道涡的强度和尺度稍有增大,但位置变化不太明显,尾缘涡有所减弱,叶栅中部和端部横向二次流均增强;随着叶片反弯曲角的增加,叶栅中部损失变化不大,而端部附近损失明显增大,使叶栅总损失增大,直叶栅总损失最小。     

蜂窝密封及其应用的研究

实验研究了蜂窝密封的泄漏特性,发现蜂窝深度对漏气量的影响并不呈线性的规律。蜂窝深度接近蜂窝宽度时,对应较小的漏气量。将蜂窝密封应用在汽轮机的轴端汽封和级间汽封,为多家电厂的3~650MW汽轮机设计、安装了蜂窝汽封。使用蜂窝汽封后显著减少了漏气,提高了真空度,解决了润滑油含水问题。     

汽轮机再热后级内颗粒冲蚀特性

汽轮机再热后级内叶片受到固体颗粒冲蚀,严重影响着汽轮机的安全经济运行。以某超临界汽轮机再热后第1+1/2级(第一级与相邻级的喷嘴)扭叶片为研究对象,通过拉格朗日法模拟不同粒径颗粒三维运动轨迹,并采用Finnie冲蚀模型,研究不同动静轴向间隙及不同负荷下颗粒对叶片的冲蚀特性。结果表明,由于动叶高速旋转,颗粒撞击到动叶时会获得与主流方向相反的速度,进而又反弹回静叶。较大粒径颗粒在动静叶片轴向间隙内"反复反弹"是造成再热后级内冲蚀的主要原因。适当增大动静轴向间隙可以有效地减少反弹回静叶的颗粒数量。当动静轴向间隙为5 mm时,反弹回静叶的颗粒为10%,轴向间隙增大为8 mm时,没有颗粒反弹回静叶。当机组负荷降低时,固体颗粒撞击叶片后的反弹角增大、反弹回静叶的数量增多,颗粒在动叶和下级静叶轴向间隙内反弹后,只有极少颗粒能够流出下级静叶。     

汽轮机叶片扭转恢复计算方法

对某型机组末叶片建立三维实体模型并进行网格单元划分,利用有限元分析软件ABAQUS,考虑拉伸、弯曲、扭转和连接件的接触等条件,计算叶片在工作状态下的变形,通过自编程序,从计算结果中提取变形截面数据,可更加精确地得到变形量。     

不均匀来流作用下汽轮机动叶片的动态特性分析——非定常欧拉解法

通过三维欧拉非定常流场与弹性叶片动态响应的迭代计算,研究汽轮机叶片—流场系统的稳定性及其动态特性。对某一蒸汽轮机动叶片排,有一定的流量范围内,根据各自工况下静叶出口的不均匀流场,求得动叶片—流场系统的动态特性,判别其运行的稳定性范围。     

Study of corrosive fatigue and life enhancement of low pressure steam turbine blade using friction dampers

The paper investigates the causes of failure of low pressure steam turbine blade of the last stage and suggests few techniques to overcome the failure causes is presented in this paper. The blade under investigation is made of chrome alloy steel. The fracture occurred at the airfoil region of the blade. The investigation included visual inspection, micro structural characterization, SEM-EDS microanalysis and spectroscopy test to identify the causes of failure. The paper also suggests the methods to reduce the blade fatigue subsequently through computation and to enhance the fatigue strength of the steam turbine blade. In order to reduce the blade fatigue susceptibility and to enhance the fatigue life of the steam turbine blade, the wedge shape friction damper is proposed.     

工业汽轮机调节级部分进汽瞬态数值研究

针对采用喷嘴调节的汽轮机调节级效率和安全性问题,基于时均的N-S方程,采用六面体结构化网格和有限容积法,对某机组调节级内部流动进行了数值计算。给出了不同工况下调节级内部压力和速度分布图,分析了4阀开和3阀开工况下调节级内部流动。给出了动叶旋转一周扭矩的变化,并将非定常扭矩进行了傅里叶变换,得到了频谱图。研究结果表明,部分进汽使调节级内部流动不均匀,4阀开,动叶所承受最大瞬时扭矩是进汽弧段平均扭矩的2.2倍,3阀开,动叶所承受最大瞬时扭矩是进汽弧段平均扭矩的1.8倍,这可以为调节级动叶安全性校核提供参考;频谱图显示,动叶受到与转速相关的低频激振力;3阀开工况下调节级的效率比4阀开工况下降低7%。     

Aerodynamic performance analysis of partial admission dual row control stage at different working conditions

Aerodynamic performance of partial admission dual row control stage at the rated and off-designed operating conditions was numerically investigated using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) and k -ε turbulence model. The full scale computational model includes the four nozzle boxes, full first and second row rotor blade, as well as two admission guided vanes with consideration of the rotor tip clearance and stator diaphragm gland. The numerical results of the mass flow rate, power output and aerodynamic efficiency of the dual row control stage at the rated and off-designed conditions are well in agreement with the experimental data. The obtained results at rated condition show that the blocking segmental arc of guided vane increased the exit pressure of the upstream nozzle, which reduced the mass flow rate and changed the aerodynamic performance of the nozzle. The circumferential non-uniformity of aerodynamic parameters and partial admission losses increases with the decrease in the admission degree for the computed three operating conditions. The analysis of axial steam velocity shows that the trailing shedding vortex and the complex flow vortex in flow passages have a significant impact on the magnitude and direction of the axial steam velocity. Furthermore, the partial admission degree changed the proportions of the power output of two rotor blade rows. The lower partial admission degree leads to a larger proportion of the power output of the first rotating blade row. The detailed flow pattern in the partial admissions dual row control stage at different operating conditions is also illustrated.     

国产超超临界汽轮机红套环强度分析

综合多年研发汽轮机的经验和当今世界超超临界汽轮机组的结构特点,设计出具有红套环式圆筒型结构的高压内缸。该种结构形式具有高效、可靠、较低转子应力等优点。运行中可以避免缸体扭曲,从而保持平稳和灵活运行。     

C50-90型汽轮机动叶片可靠性改进设计

围绕Ｃ５０－ ９０ 型汽轮机１４ 级动叶片断裂原因进行分析,并在此基础上对叶片进行可靠性改进设计, 不仅使设计叶片更趋合理化, 强度等级得到提高, 更主要的是改造立足于电厂的现有设备, 无须进行设备的大量更换, 因此具有较高的安全性和经济性。     

发动机地面起动时涡轮叶尖间隙动态变化规律

基于涡轮叶尖间隙主动控制的需要,本文分析了涡轮叶尖间隙的变化机理,建立了机匣、叶片和转子的简化模型,同时基于某型发动机试车数据计算了涡轮叶尖间隙,研究了发动机地面起动时涡轮叶尖间隙动态变化规律。结果表明:地面起动时涡轮叶尖间隙呈减小趋势,机匣形变量上升速率最大,叶片变化量对叶尖间隙变化影响最小,可为发动机地面起动时涡轮叶尖间隙控制策略的设计提供参考。