我厂历年来几种防水蚀方法的应用概况

一、前言大功率汽轮机末级动叶片,经常处在饱和蒸汽范围内工作,强烈的受到蒸汽中水滴的冲蚀作用,由于单机容量的迅速增大,长度超过1米的低压末级动叶顶部线速度已超过音速高达600米/秒左右的情况下,大大超过现有机组的最大值,使动叶片更容易受到水蚀损伤。由于严重的水蚀作用,机组运行的可靠性受到很大的影响,对水蚀严重叶片的修补或更换叶片又必须停机很久将给国民经济造成很大损失。因此末级动叶片的水蚀也     

汽轮机末级动叶片出口边水蚀特性及疲劳裂纹扩展的研究

空冷汽轮机组、调峰汽轮机组及热电联产汽轮机低压缸在小容积流量工况下运行时，末级动叶片根部分离流区的回流会将排汽缸湿蒸汽中的水滴带回叶栅通道，使动叶片吸力面出口区侵蚀并引发疲劳裂纹。为了确定机组负荷工况对叶片水蚀特性及叶片安全性的影响，首先利用流线曲率法发展出一种计算回流气动特性及水滴撞击叶片速度的方法。并用以分析了一台200MW汽轮机末级动叶根部出口边水蚀的特性，分析结果与实际情况较一致。此后，采用断裂力学理论研究了出口边水蚀缺口处的裂纹萌生期与扩展的增长率，计算结果与实际裂纹发展情况较为符合。所发展的方法为研究预防叶片出口边水蚀方法和合理制定机组检修周期提供了有用手段。     

低压缸小容积流量工况的计算分析和改造措施

对某350 MW超临界机组汽轮机低压缸小容积流量工况的热力参数、流场、末级动叶强度和末级动叶动应力等进行了计算,分析了汽轮机低压缸在小容积流量工况级间热力参数和排汽参数的变化情况,得到了小容积流量工况下低压缸末级动叶的强度和动应力变化规律。对低压缸小容积流量工况的运行风险进行了分析,并提出了相应的改造措施。结果表明:随着低压缸进汽质量流量的不断减少,低压缸末级长叶片区域开始出现涡流和倒流现象,低压缸鼓风发热不断加剧,叶片温度升高,许用应力下降,动应力增大;可以采用增加温度测点和排汽区域喷水减温等手段来保证低压缸的运行安全。     

大型汽轮机组末级动叶出汽边水蚀的研究与分析

大型机组的末级动叶除了进汽边有严重的水蚀外,出汽边也有不同程度的水蚀现象。这种现象在参加调峰的大型机组和热电联产的凝汽式机组的末级叶片上表现得更为突出。根据对电厂的调查情况,分析了大型机组末级动叶出汽边水蚀的原因,探讨了末级动叶出汽边水蚀与运行工况及级的几何参数的关系,最后提出了一些预防和减少大型机组末级动叶出汽边水蚀的措施。     

平衡态计算模型分析低压末级叶片

大容量冷凝机组的低压末级叶片的长度代表了汽轮机制造商的设计制造水平和能力,同时效率高、安全性能好、长度更大的叶片符合国家节能降耗的产业发展目标.本文采用平衡态计算模型对汽轮机低压末级叶片蒸汽流动状态进行数值模拟分析,根据不同叶高处极限流、载荷、熵的分布情况分析,表明在末级动叶根部存在去湿和涡流问题、末级静叶顶部存在涡流和摩擦损失.因此在今后的末级叶片优化时必须重点加以改进.     

空冷汽轮机低压末级变工况设计

采用CFD技术对空冷汽轮机低压末级进行全三维变工况设计，掌握了空冷机组末级动叶的变工况运行时的流动情况，对因高背压产生压力面流动分离进而引发颤振的机理有了一定了解。分析结果表明，采用专用强化叶型、控制反动度、控制攻角等方法可以有效保证空冷机组变工况安全高效运行。     

低压缸切缸工况下流动与鼓风特性数值研究

为了研究低压缸切缸工况时机组的运行能力,以国内某电厂汽轮机低压缸为研究对象,建立低压缸单边八级叶栅单通道流场三维计算模型,分析不同入口流量下其内部流动结构和气动性能以及末级动叶的鼓风加热特性。结果表明：随着低压缸入口流量的持续减小,排汽出口和末级叶栅内会陆续出现排汽回流和汽流分离现象,并伴随有动叶入口的负攻角现象;当低压缸入口流量减小至1.19%额定流量时,工质做功无法弥补低压缸转子旋转耗功,低压缸整机无法输出功率;当低压缸入口流量降低至7.44%额定流量时,末级通道动静交界面靠近叶顶区域和末级动叶通道靠近叶顶区域出现局部高温区,出现切缸工况末级动叶的鼓风加热效应;同时,切缸工况下末级静叶鼓风加热温度抬高程度显著大于末级动叶,相较于额定工况末级静叶和末级动叶表面最高温度分别抬高了约10596%和71.91%。     

汽轮机低压通流区鼓风态流场数值分析

为了研究低压缸进汽流量变化对某汽轮机低压通流区域流动鼓风特性的影响,建立了低压末级通流区域全5级流动分析数值计算模型,并应用SST湍流模型对三维RANS方程组进行了求解。数值计算结果表明:当低压缸进汽流量降低至8.9%THA进汽流量时,末级会出现较为明显的鼓风态流动现象。随着流量的减小,鼓风现象愈加明显。鼓风温度最高的区域位于末级静叶与动叶之间。研究成果可为低负荷工况下汽轮机设计及运行提供参考。     

深度调峰工况下350 MW汽轮机组低压缸流场与温度场分布特性研究

针对某电厂350 MW超临界机组汽轮机低压缸结构,建立了由末5级叶栅通道组成的低压缸通流区域单通道三维模型。选取从热耗率验收工况（THA）降低至1.5%THA的7种运行工况,构建了低压缸蒸汽流量变化全域图谱。利用计算流体动力学方法,在不同蒸汽流量下对末级汽轮机低压缸低压流场以及温度场进行计算。计算结果表明：在THA工况下,蒸汽能够顺畅地流过低压缸通道;随着蒸汽流量降低,回流涡出现在末级动叶叶根以及中弦后方区域,叶栅通道蒸汽流动混乱度逐渐增强;当蒸汽流量降低到14%THA时,末级动叶进入到鼓风加热状态,蒸汽对末级动叶做负功,末级动叶内功率为负值;当蒸汽流量降低到5.8%THA时,末级动叶吸力面顶部出现小范围200 ℃高温区域;当蒸汽流量降低到3.0%THA时,鼓风加热现象加剧,末级动叶顶部和静叶吸力面的叶尖区均出现了200 ℃高温区域,必须采取必要的措施予以低压缸降温。     

高压汽轮机末级空心导叶吸湿结构的试验研究

由于核电站迅速发展和汽轮机容量不断增大,湿蒸汽中水滴对动叶及其机构的危害日益严重、水蚀问题受到各方面的关心和重视。本文介绍了为控制水蚀所做的工作。采用不同部位的吸湿缝隙,在电厂运行的实物机组上作了全面比较。试验的去湿效果对实际运行机组是有代表性的。试验也测定了吸湿所耗蒸汽量及其机组经济性的影响。文章根据试验结果得出一些结论,这些结论可用来指导大型机组末级级内去湿的设计方法。     

采用不同抗水蚀工艺的叶片试件疲劳试验

125MW、300MW机组在运行时,低压末叶片处于湿度较大的工作环境,湿蒸汽水滴不断冲刷园周速度较高的末级动叶,日积月累,致使其叶顶的进汽侧产生严重水蚀,这将影响到机组的经济性和安全性。过去我厂采用镀硬铬的办法来提高长叶片易水蚀部位的耐磨性,以图延长被冲刷腐蚀的时间,     

某除湿级动叶两相流数值模拟

核电汽轮机的大多数级工作在湿蒸汽区,湿蒸汽引起的侵蚀主要有长期低负荷运行引起的静叶出气边根部水蚀以及在动叶进气边顶部的水蚀。如何有效提高动叶除湿能力,降低进气边顶部侵蚀是汽轮机研究的重要课题。基于CFD软件平台,选择k-ε湍流模型和离散相模型研究5μm、20μm、50μm、100μm、150μm、200μm直径的水滴在某除湿级动叶流道中的运动情况,获得动叶内部流动特性以及对水滴的捕捉能力,为除湿级动叶研究和设计提供一些技术建议。     

大功率空冷机组末三级动叶片的设计及其频率试验

介绍了大功率空冷机组末三级动叶片的设计及其动静频试验情况。通过计算和试验的对比分析,改进了次次末级动叶片的初始设计状态并确定了末三级动叶片围带的最终尺寸。试验表明,大功率空冷机组低压末三级动叶的设计是成功的,叶片能满足空冷机组的长期安全运行要求。     

某型舰用汽轮机末级_次末级叶片弯扭改型设计

应用S2流面正问题计算程序、S1流面计算程序和全三元Euler方程计算程序对某型舰用汽轮机低压末级、次末级静叶进行了弯扭改型设计,分析了舰用汽轮机变工况时叶栅流场的特点和采用弯扭叶片后机组性能的变化。结果表明：在低工况运行时,弯扭叶片抑帛了根部反动度随负荷降低而加速下降的趋势和顶部反动度随负荷降低而增大的趋势,提高了叶栅低工况运行时的抗分离能力,同时顶部漏泄损失也有所减小。     

改进型630MW汽轮机低压缸宽负荷特性研究

以某通流改造后630MW汽轮机的低压缸为对象,开展"低压缸宽负荷特性"试验研究。通过微增出力试验,给出低压缸效率对应单排容积流量的最佳工作区域,为改善机组运行提出了针对性意见;对两种不同低压缸末级叶片进行性能比对,指出在当前负荷率不高的状况下,适当的低压缸末级叶片选型,有助于提高机组宽负荷运行经济性。     

665毫米末级叶片在小容积流量工况下的试验研究

一、前言现代汽轮机单机功率越大,末级叶片就越长。末级的功率占整台机组功率7～9％左右。因此,保证汽轮机低压末级长叶片在设计工况特别是在变工况下的安全经济运行,是发展大功率供热、调峰、空冷机组的关键技术问题在深度变工况下,末级喷嘴与动叶之间的轴向间隙顶部产生旋涡,动叶出口根部产生脱流和倒流,排汽部分过热,使末级效率显著降低,动应力水平增高,发生失速颤振和动叶根部出汽边水蚀,造成叶片断裂事故。为了保障末级叶片的工作可靠性,应从     

大型汽轮机低压排汽缸气动分析研究

低压排汽缸的气动性能影响汽轮机组的功率和效率。文章对单独排汽缸和汽轮机低压末级整圈与排汽缸耦合进行了数值分析对比,发现汽轮机末级动叶出口流场的不均匀性和强烈的预旋影响低压排汽缸的气动性能。高性能的低压排汽缸设计应该考虑末级与低压排汽缸流场之间的相互作用。     

汽轮机低压末级仿生叶型优化及流动特性研究

采用数值模拟方法对某火电机组汽轮机低压末级在小容积流量工况下级内流动分离的发展规律进行了分析,为了提升汽轮机在小容积流量工况下的做功能力,将仿座头鲸头部凸起的结构应用于末级动叶背压面进行型线优化,并基于正交法分析对比了原叶型与不同仿生叶型的末级动叶力矩.结果 表明:在小容积流量工况下,仿生凸起结构对改进末级动叶的力矩具有积极作用;正交法分析获得了具有较好性能的优化型线,使进口相对容积流量=0.3580工况下的末级动叶力矩提高了26.6％.     

试验汽轮机内湿蒸汽测量研究

汽轮机内部的湿蒸汽会对机组的运行效率、动叶片水蚀及机组运行寿命产生重要影响。介绍了国内外对于汽轮机湿蒸汽研究的概况,使用基于多波长消光法与光阻法测量原理结合的湿蒸汽测量集成探针系统,对某汽轮机末级湿蒸汽1次、2次水滴进行了实测研究,介绍了1次水滴与2次水滴的测量方法及数据处理过程,给出了包括1次水滴湿度与2次水滴数目及粒度分布的计算结果。结果表明,沿着叶高1次水滴湿度与2次水滴粒度渐增,而经过运用除湿措施的末级后2次水滴平均粒径减小、粒度分布变窄。     

末叶片水蚀防护的改进

国内电厂运行情况表明,汽轮机末级叶片水蚀比较严重,是个普遍性问题。叶片严重水蚀,影响机组效率,降低叶片使用寿命,危及安全运行。汽轮机末级叶片水蚀问题,是一个复杂的技术问题,国内、外从试验研究到电厂运行进行了大量的工作。起初人们把注意力集中在叶片的防护上,力图选取一种耐水蚀性能好的材料来防护叶片水蚀。随着单机容量的增大,叶片长度的增加以及工作条件更加恶劣,单从材料上来解决水蚀问题是不可能的了。通过对水蚀机理的进一步研究,认识到彻底解决水蚀问