三分仓回转再生式空气预热器漏风设计计算模型

由于采用旋转再生的热量传递方式,回转式空气预热器在运行中压力泄漏和携带泄漏难以避免,三分仓预热器的泄漏发生在多个部位,泄漏气流数目达18支,轴向和周向压力泄漏相互作用,形成复杂的气体流动网络。建立三分仓回转式空气预热器全面的漏风设计计算模型,在已知预热器进出口烟气和空气压力、温度以及出口空气流量、进口烟气流量的情况下,采用给定的密封间隙数据,通过求解描述泄漏和混合过程的方程组,确定所有泄漏气流的方向和流量,进而得到流过传热元件的实际气体流量等参数。利用一台600 MW锅炉三分仓回转式预热器的实际数据,模拟计算不同密封间隙时的气体泄漏,结果表明,一次风泄漏量约占空气泄漏量的75%;实际流过传热元件的一次风流量占预热器入口一次风流量的72%～86%;密封间隙变化对一次风系统的影响远大于二次风;忽略烟气携带泄漏会导致预热器漏风率的测量值比实际值低0.85%左右。     

回转式空气预热器柔性密封片流固耦合分析

针对回转式空气预热器中柔性密封片与扇形板间的气体泄漏问题,建立了密封片装置有限元模型。通过流固耦合的方式对柔性密封片进行了数值模拟,研究了密封片结构参数对其预压量及最大等效应力的影响,归纳总结出一组柔性密封片设计参数。同时,对3mm内的密封间隙、预压量、漏风率及最大密封补偿量间的关系进行了研究,结果表明柔性密封片不能真正实现"零间隙"密封功能,而是将漏风间隙控制在极小的范围内。分析结果为柔性密封片的设计及改进提供一定的参考。     

回转式空气预热器热补偿密封结构设计

通过分析回转式空气预热器的工作原理和结构,确定转子热端和冷端温差较大(超过250℃)是造成空预器漏风的主要原因。在大温差作用下转子发生"蘑菇状"热变形导致热端间隙变大,漏风量激增。以某600MW发电机组三分仓回转式空预器为研究对象,在ANSYS中建立空预器仿真模型,对转子进行瞬态热分析,得到了转子在温度场和自重作用下的变形量。分析了柔性密封片和热补偿密封装置的工作原理,重点研究了热补偿密封装置的核心—热补偿金属结构。设计了一种可以自适应转子变形量的复合型柔性密封装置,可使漏风率维持在4%以下。研究了热双金属尺寸对其变形量的影响。     

回转式空气预热器柔性密封片模拟分析

针对目前市场上回转式空气预热器(简称空预器)普遍存在漏风率较大问题,提出了一种新型柔性密封片。新型柔性密封片采用镍基高温合金材料制成,其结构参数包括厚度、初始上翘角度、总长和半径。通过理论分析与仿真计算相结合的方法,分析了密封片总体尺寸对其抗风压性能的影响。从基本力学模型出发,运用有限元方法对不同结构参数的柔性密封片进行模拟分析,优化其结构参数,设计出满足其工作要求的密封片,对柔性密封片的设计具有一定指导意义。     

回转式空气预热器密封和吹灰改造

对河北西柏坡发电厂300 MW火电机组锅炉回转式空气预热器漏风和堵灰的原因进行了分析,通过对空预器双密封结构的改造和密封间隙的调整,以及采用燃气脉冲吹灰技术,较好地解决了空预器漏风量大以及其积灰和低温腐蚀严重的问题。     

空气预热器故障的原因分析及处理方案

机组大修时发现,回转式空气预热器冷端密封片严重磨损,冷端传热元件均匀性积灰,积灰层厚度约为3~5 mm,积灰层坚硬,空气预热器热端出现严重漏灰、漏风现象。针对设备、安装、运行等方面问题的原因进行分析,并提出解决对策。     

1000MW机组三分仓回转式空预器优化改良

详细介绍了某电厂1 000 MW机组三分仓回转式空气预热器面临的漏风率增加、脱硝装置投运等问题,利用机组检修期间对问题集中改造。同时对三分仓回转式空预器存在的漏风率问题进行改良,避免了脱硝装置投产后空气预热器的驱动问题。针对空预器漏风缺陷提出其他可行的改造措施,为回转式空气预热器的构造变更、漏风率改良及运行维护提供建议。     

锅炉空气预热器密封装置节能分析

空气预热器的密封机构决定了其具有漏风量大的缺点,严重影响机组的安全运行和经济性。为达到节能目的,需要对现有的二分仓回转式空气预热器进行性能优化,改造后,电厂年创经济利益约64.23万元,漏风率由原来的20.37%降为12%,具有非常明显的节能效果。     

三分仓回转式空气预热器泄漏和传热耦合计算

回转式预热器的气体泄漏发生在多个部位,由大空间之间的小孔流动、携带泄漏、质量和能量守恒组成的非线性方程组描述,泄漏模型确定的流过传热元件的气体流量是传热计算的基础;回转预热器的热量传递包括携带迁移和对流换热两个过程,传热模型确定的气体出口温度是泄漏计算的必要数据;采用考虑轴向导热的二维的偏微分方程描述三分仓回转式预热器的热量传递,该方程与泄漏模型的多维非线性方程构成泄漏和传热耦合模型,给出耦合模型的求解方法,它提供更为精细的回转式预热器设计计算方法。对一台实际运行的三分仓回转式预热器不同密封间隙下的性能进行模拟,并将理论计算值和实际测量数据进行对比,结果表明,模型有较好的精度;径向和轴向泄漏会降低锅炉排烟温度,使预热器漏风率增大;旁路漏风会引起锅炉排烟温度增加,但对预热器漏风影响很小;预热器不同部位的泄漏对漏风率和锅炉排烟温度有不同影响。     

间隙宽度对冲击气缸间隙密封性能的研究

对冲击气缸间隙密封的理论分析表明,当冲击气缸的结构尺寸确定时,影响泄漏量的最主要因素为间隙宽度和密封间隙进出口压差。利用FLUENT软件建立机械振打系统冲击气缸间隙密封模型,分析冲击气缸密封间隙进出口压差和间隙宽度对间隙密封泄漏量的影响。结果表明,当缸筒静止时,冲击气缸入口操作压力从0.3 MPa变化到0.5 MPa时对其泄漏量影响不显著,实际工业应用中可以忽略;间隙密封的密封性能主要受间隙宽度控制,其泄漏量随着间隙宽度的增大而增大,但在间隙宽度小于0.03 mm时泄漏量随间隙宽度增加的变化较小,因此冲击气缸的活塞与缸筒之间的间隙密封的间隙宽度应控制在0.03 mm以下。     

旋转式唇型圈停车密封开启全过程密封特性研究

为探究旋转式密封圈脱开全过程的密封性能参数变化,借助非线性有限元软件ANSYS,建立三维的"超弹性体"的两参数Mooney-Rivlin橡胶模型、弹簧和"刚体"的静止轴模型,研究传统唇型密封圈和2种新型唇形密封圈(G形与S形)在脱开过程中接触压力、接触宽度、摩擦力的变化规律,分析入口压力、过盈量、弹簧力、橡胶密度对脱开...     

基于MpCCI方法的密封环双向流固耦合模拟与试验研究

为预测重载越野车辆传动系统中密封系统的流固耦合特征,综合考虑密封环在微小约束空间内的受力状态以及密封间隙流场中的流动特点,建立了密封环双向流固耦合数值模型并提出了求解策略。采用多物理场代码耦合工具MpCCI联合FLUENT与Abaqus软件对旋转密封系统进行双向流固耦合数值计算,获得了旋转密封间隙流场中油液的流动状态。分析了密封环变形对密封系统泄漏量和密封环摩擦转矩的作用特征,通过双向流固耦合的动态模拟考察了传动系统工况对密封环性能的影响。利用车辆传动系统密封环综合性能试验台进行了密封性能的试验测试,对比发现计算值和试验值的变化规律具有一致性,验证了密封流固耦合数值模型及其计算结果的正确性。     

结构参数对液压旋转接头密封性能的影响

为探究结构参数对液压旋转接头间隙密封性能的影响规律,分别以泄漏量和压力损失作为液压旋转接头的性能指标,研究密封有效长度、密封直径、密封间隙值3种主要结构参数对旋转接头性能的影响。采用正交试验与Fluent流体仿真相结合的方法,分析液压旋转接头间隙密封在不同结构参数下的泄漏量和压力损失情况。结果表明：3种结构参数对泄漏的影响程度由大到小依次为密封间隙值、密封有效长度、密封直径,对压力损失的影响程度由大到小依次为密封有效长度、密封直径、密封间隙值;密封间隙值大小对泄漏量影响非常显著,泄漏量随着间隙的增大呈指数增长关系,而间隙密封有效长度、环形密封直径对泄漏量无显著影响;密封有效长度对压力损失有极其显著影响,而密封直径和密封间隙值对压力损失没有显著影响;从整体上看密封间隙值、间隙密封直径、密封有效长度都大致与压力损失呈一次函数关系,且前两者与压力损失呈正相关关系,后者则与压力损失呈负相关关系。     

新型矿用排水泵入口段口环密封结构优化研究

以某型号矿用排水泵入口段口环密封为研究对象,采用数值仿真方法,研究排水泵迷宫密封内部流动特征,分析迷宫密封结构尺寸与形状对其泄漏量的影响。结果表明:迷宫的间隙尺寸对密封性能的影响最大,间隙宽度和节流齿宽度的变化将导致泄漏量的大幅变化;相比直齿结构迷宫密封,异形齿结构有利于湍流充分发展,从而可以提高密封性能;通过分析复杂迷宫密封的内部流场,得到适用于排水泵的优化的迷宫密封结构。     

非API套管接头主密封结构气密性能试验分析

非API套管接头主要通过金属对金属的径向过盈主密封结构,保证气井开采时的井筒内气密性。依据7 in．套管接头尺寸选用锥面对锥面径向主密封结构型式加工试件,通过密封面过盈配合尺寸控制密封预紧力,测试不同密封预紧力下的气体泄漏率;分别采用车削、磨削和研磨工艺加工接触面,对比分析不同表面粗糙度对气密性能影响程度;取径向密封接触宽度范围2．5～25 mm,测试相同密封预紧力和气体压力下,不同接触宽度对应的气体泄漏率。试验测试结果表明,较高的初始接触压力是形成金属对金属密封的必要条件,当接触压力接近2倍材料屈服强度后,随气体压力升高泄漏率曲线近似保持水平,径向金属密封产生稳定气密性能;密封面的表面粗糙度不同,其进入稳定密封状态的快慢程度不同,表面光洁度越高、进入速度越快气密性能越好;径向接触宽度在2．5～10 mm范围内,气体泄漏率随接触宽度增加而显著降低,10 mm以后接触宽度对气密性能影响不大。     

纯水密封径向间隙优化设计及仿真计算

纯水密封摩擦力大、泄漏量大、寿命短,无法为矿井液压系统稳定工作提供可靠有效的保障,从而导致开采过程中出现安全隐患。针对上述问题,利用有限元分析软件ANSYS建立复合密封件二维轴对称模型,在其他条件相同的情况下,分析不同径向间隙、不同压力载荷对密封静态和动态性能的影响,得到密封接触应力变化时对密封性能的影响规律,通过对不同径向间隙进行参数化设计,找到满足工作条件的最优径向间隙。仿真分析表明:径向间隙为0.25 mm时,复合密封件在1.5倍公称压力下的接触应力为49.854 MPa,密封效果最好;径向密封间隙为0.375 mm时,接触应力过小会导致泄漏现象产生;径向间隙为0.125 mm时,虽然密封性能进一步提升,但是接触应力的增大导致密封件磨损加速。实验表明:0.25 mm径向间隙液压缸密封寿命可达到20000次,较0.125 mm径向间隙液压缸密封寿命长约1/3。     

航空发动机气膜浮环密封上浮性能研究

为研究气膜浮环的上浮性能,针对航空发动机主轴承箱的气膜浮环密封系统,建立浮环的有限元模型并提出一种上浮转速的计算方法。采用Ansys建立密封组件的有限元模型,提取浮环与跑道的径向变形,得到浮环密封的动态间隙。采用Fluent建立浮环密封偏心气膜模型,提出浮环上浮转速与泄漏率的计算流程。在先增压至工作压力再增速和先增速到工作转速再增压2种操作条件下分析各结构参数、操作参数对浮环上浮转速的影响,并搭建试验台进行试验验证。结果表明:低压差下气膜浮环的泄漏率与偏心率呈近似二次关系,上浮力随偏心率增大而增大但会有一个畸变过程;在保证密封性能的前提下工程设计时应选取较小的波簧弹力,较大的节流长度。不同的操作方式下各密封参数对气膜浮环上浮性能的影响呈现很大的差异性,综合来说先增速后增压时上浮性能较好,有条件时开车前应先进行上浮性能的分析再选择操作条件施加的顺序。