基于RGB三波段消光法和单帧单曝光图像法的汽轮机湿蒸汽测量实验研究

为了揭示汽轮机内湿蒸汽两相流动机理,提出了基于RGB三波段消光法和单帧单曝光图像法(SFSEI)的湿蒸汽测量探针系统,并采用2 100nm和960nm聚苯乙烯标准颗粒以及粒径范围为50~400μm的标准圆图像标定板对探针系统测量准确性进行了实验验证.利用该探针对某330 MW汽轮机在277 MW定压运行时末级后湿蒸汽进行了测量.结果表明:沿叶高方向,一次水滴的粒径分布在0.7~0.9μm,湿度在6%~9%,二次水滴的最大速度可达225.7m/s,最大粒径约200μm,并且二次水滴的速度、粒径和运动方向角随叶高变化不同;该探针系统可实现汽轮机湿蒸汽参数的有效测量,为湿蒸汽研究提供依据.     

光学探针测量汽轮机排汽的实验研究

本文介绍了作者研制的湿蒸汽光学探针及其在12MW汽轮机上测量的初步实验结果.表明光学探针的研制是成功的.为测量汽轮机内效率、排汽湿度和水滴尺寸,为研究湿蒸汽两相流和叶片水蚀,提供了一种新的测量手段.图6表1参13     

单帧图像二次水滴粒径、速度和流动角度测量方法研究

为了研究汽轮机内湿蒸汽两相流中二次水滴的特性,本文研究了用图像法测量二次水滴的可行性,在水滴喷雾实验台上进行实验,对单帧图像进行处理,得到了运动水滴粒径、速度和流动方向角.实验分析结果表明,该方法可以测量汽轮机内二次水滴这些参数.     

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。     

低压汽轮机内湿蒸汽两相流测量

报道了作者近年来在低压汽轮机内湿蒸汽两相流测量技术方面的进展。由于湿蒸汽两相流中的 1次水滴、2次水滴和流场密切相关 ,作者研制了能同时测量 1次水滴、2次水滴和流场所有参数的集成化探针 ,并在 35 0MW和 2 0 0MW汽轮机上作了实测 ,得到了 1次水滴的尺寸和浓度 ,2次水滴的尺寸、速度和流动方向 ,以及流场的各参数     

汽轮机湿蒸汽特殊形态二次水滴探讨

为了开展汽轮机内湿蒸汽二次水滴流动机理实验研究,研制了基于单帧单曝光图像法(SFSEI)的汽轮机湿蒸汽测量探针系统对太仓港协鑫发电有限公司330MW机组低压汽轮机末级进行了湿蒸汽二次水滴测量,获得了几种特殊形态二次水滴图像,并对其特征与形成原因进行初步探讨,为此类问题的后续实验研究提供参考。     

激光散射理论在汽轮机蒸汽湿度及水滴直径测量中的应用

蒸汽湿度的存在不但降低汽轮机组的运行效率,而且会引起严重的叶片水蚀,给汽轮机组的经济性和安全性带来很大的危害.根据激光散射理论和Mie散射理论,利用半导体激光器发射出三个不同波长的光能够在线测出汽轮机末级蒸汽湿度及水滴颗粒大小和分布,为监控和减少湿蒸汽对汽轮机的危害提供最直接的数据.图5表1参11     

直接空冷汽轮机末级蒸汽异质／均质成核凝结过程的在线测量

采用新研制的改进型联合探针测量了某300 MW直接空冷机组低压汽轮机末级后部分区域变背压过程中的汽流参数,包括马赫数、攻角、偏转角、静压、流速和蒸汽湿度及水滴尺寸等参数.结果表明:空冷低压汽轮机末级在较高背压时并不处于湿蒸汽状态,随背压降低先出现异质成核凝结,而后才出现均质自发成核凝结.2种凝结状态之间存在着2种凝结机理共存的阶段,在此阶段凝结会出现很大波动.异质成核凝结产生的水滴尺寸大于均质自发成核凝结的水滴.     

汽轮机内湿蒸汽两相流流场的实验研究

凝汽工汽轮机末几级往往工作于湿蒸汽区，工作条件恶劣。作者研究了能同时测量汽液两相流动状况的集成化探针，并成功地在电厂进行了实测。实验结果表明：汽轮机中湿蒸汽的流动特性沿叶高是不均匀的，湿蒸汽中二次水滴的流动速度和方向与主汽流都有很大差别。讨论了湿蒸汽流场的测量方法并对部分实验结果进行了分析。     

透平静叶栅中间叶高处水滴尺寸测量及临界韦伯数分析

通过测量获得了多种工况下试验透平叶栅进出口平均叶高处可能带来水蚀危害的水滴的尺寸,揭示并分析了静叶栅后水滴尺寸比叶栅前大大减小且水滴平均直径随气流流速增大而减小的原因。结合试验测试数据和对叶栅尾迹区气相流场的数值模拟结果,更精确地推算出了静叶尾迹区粗大水滴形成二次雾化的临界韦伯数范围,建议取为20。提供了一个推导临界韦伯数的详细示例。由于试验条件更接近实际汽轮机,所得汽轮机湿蒸汽级内的水滴尺寸及分析获得的临界韦伯数更加确切和可靠。这些都有助于更准确地预测叶片的水蚀和选择合理的防水蚀措施。图7参6     

新型加热法测量流动湿蒸汽湿度的试验技术

提出了流动湿蒸汽湿度的新型加热法测量思想，并以此为依据进行湿度测量装置的设计研制，建立湿蒸汽实验台，并用所研制的测量装置对收缩喷管试验段出口处汽流的湿度进行测量，测量结果表明：新型加热法的思想是可行的，所研制的装置具有相当高的测量精度，可以作为实际透平中汽流湿度在线测量装置的原型。     

流动湿蒸汽湿度谐振腔微扰法测量的实验研究

介绍了谐振腔材料微扰技术连续测量流动湿蒸汽湿度的原理,设计了适用于流动湿蒸汽湿度连续测量的谐振器及测量系统。与现有的热力学法或光学法测量方法相比,测量系统简单,抗污染能力强,能实现蒸汽湿度的在线连续测量。影响测量精度的因素主要是温度、压力的测量精度和谐振腔形状微扰。图4表1参10     

蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量方法的分析与比较

对蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量的重要性和这一课题的研究进展以及研究现状进行讨论,分析比较后认为加热法是一种比较合适的蒸汽湿度测量方法。详细介绍了这一方法的原理,并介绍了针对已有的加热法测量的不足之处作者所设计的新型加热法湿度测量装置。     

光学测量法和微波测量法在湿度测量中的应用

分析了汽轮机内蒸汽湿度测量的研究现状,介绍了蒸汽湿度测量的两种主要方法—光学法和微波法并指出其各自的局限性。最后介绍了此课题研究的最新进展。     

汽轮机高背压出力试验实例

进行汽轮机高背压出力试验,可以明确机组在高背压条件下的出力。简要阐述了汽轮机高背压出力试验过程,包括条件准备、参数调整方法和数据调整依据,并提供了2个试验实例,介绍了试验简化实施方案和估算方法。     

油田热采锅炉干度测挖技术

在热采锅炉运行中干度是一个重要参数，其精确程度影响着热采锅炉运行的安全性和热力采油的效果在水／蒸汽两相流的动态监测技术的基础上，开发出了干度微机测控技术，用压差节流装置测湿蒸汽的干度与流量等参数，配合温度、压力传感器便可以自动检测热采锅炉的运行情况，同时可以通过信号前馈和反馈控制锅炉给水量和风量，实现热采锅炉自动安全运行。     

汽轮机内湿蒸汽实验测量技术现状

为了研究汽轮机内湿蒸汽两相流的湿度、水滴的粒径和分布,以及水滴的带电特性,近年来国内外发展了一些新的测量技术,包括光散射法、微波法、电容法、图像法等。本文对这些新的测量技术作了较为全面的概述和介绍,对不同的测量方法进行了比较和分析,并对测量技术的发展进行了展望。     

湿蒸汽透平级水滴撞击动叶的频率及法向速度的研究

为了提高汽轮机湿蒸汽级叶片的可靠性，预防电厂中汽轮机叶片的水蚀疲劳断裂，建立了可求解动叶通道内湿蒸汽三维两相粘性可压缩湍流流场在旋转坐标系下的基本控制方程组，并将其应用于某汽轮机湿蒸汽透平级水滴运动的分析。给出了不同粒径水滴在动叶通道内的运动轨迹和单位撞击率。在此基础上详细分析了不同粒径水滴在动叶表面的法向速度分布。通过分析得出单位撞击率及撞击法向速度均高的“两高区域”为水蚀高发区。获得的相关定量数据为进一步研究液固撞击压力和动叶水蚀疲劳寿命提供了有力的依据。     

湿蒸汽两相压缩过程工作特性理论研究

为了抑制高温进汽水蒸气压缩过程的温度升高，可以采用湿压缩方式，利用水滴升温显热和汽化潜热来降低压缩终了的排汽温度，改善压缩机工作性能。本文通过对两相湿压缩过程的分析，建立水蒸气基元容积两相湿压缩过程数学模型。根据所建立的模型，采用数值模拟的方法对螺杆压缩机压缩水蒸气过程进行了计算，并分析了湿蒸汽进汽千度及水滴微粒直径对排汽温度和压缩功率的影响。