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。     

光学测湿和微波测湿在测量中的应用及其发展

分析了汽轮机内蒸汽湿度测量的研究现状,介绍了用于汽轮机内蒸汽湿度测量的两种方法——光学法和微波法中的主要测量方法。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。     

光散射法及其在测量汽轮机排汽湿度上的应用

本文比较了光学法和热力学法测量饱和湿蒸汽湿度的优缺点,讨论了光学法测量蒸汽湿度和水滴直径的原理和方法。介绍了上海机械学院所研制的蒸汽湿度光学测量装置及其性能,并给出了在山东邹县上海汽轮机厂生产的300MW汽轮机中的初步测量结果。     

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     

微波谐振腔蒸汽湿度测量系统不确定度分析

推导了微波谐振腔蒸汽湿度测量关系式的灵敏度系数;分析了压力和频率等直接测量参数的不确定度;以不同压力及湿度的湿蒸汽为例,分析湿度测量关系式中各计算参数的不确定度,合成了蒸汽湿度测量系统的标准不确定度,分析了蒸汽压力和湿度变化对系统不确定度的影响;确定了考虑参数测量、腔体热膨胀、取样误差、腔体内壁沉积水膜等因素时系统的综合不确定度.结果表明:系统综合不确定度uz≤0.764%;随着蒸汽湿度和压力值的增大,蒸汽湿度测量系统的合成标准不确定度变大;系统压力测量引入的不确定度较小,可以忽略,而频率测量引入的不确定度较大,谐振频率的准确测量是确保系统测量精度的关键.     

盐分对微波谐振腔测量蒸汽湿度的影响

汽轮机排汽中含有盐分会改变湿蒸汽的介电性质,势必对湿度测量结果产生一定影响.将电导率引入纯净湿蒸汽复介电常数关系式和湿度测量关系式,定量分析了电导率对湿蒸汽介电性质及蒸汽湿度测量精度的影响.结果表明:湿蒸汽复介电常数的实部随微波波长增大、电导率提高、湿度增大、温度升高而变大;虚部随微波波长增大先增大后减小,随电导率提高、湿度增大、温度升高而变大;湿度测量偏差随电导率提高、湿度增大、温度下降、工作频率降低而增大;汽轮机排汽中的盐分对湿蒸汽复介电常数的影响很小,湿度测量可以达到较高的精度.     

蒸汽湿度微波谐振腔热膨胀自补偿测量系统研究

研究了微波微扰法测量湿蒸汽过程中热膨胀因素对谐振腔传感器的影响,建立了系统工作频率的热膨胀校正方案,并提出了具有热膨胀自补偿功能的蒸汽湿度双腔测量系统.针对谐振腔传感器受热膨胀的实验环境,给出了谐振腔热膨胀过程的实测结果,分析并比较了上述系统与现有的单腔湿度测量系统之间在热补偿方面的优势.结果表明:该系统能够实现蒸汽湿度高精度在线测量,其湿度测量误差约为±1%,其热补偿能力是单腔湿度测量系统的40倍左右.谐振腔热膨胀测量实验证明了频率校正方法的有效性.     

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。     

应用光学法饱和蒸汽湿度仪测量汽轮机末级蒸汽湿度

目前，在国内外可以用来测量汽轮机中蒸汽湿度的仪器尚不多见。该文主要介绍光学法饱和蒸汽湿度仪的基本原理、仪器结构及其在内蒙丰镇电厂２００ＭＷ汽轮机上进行末级湿度测量的试验情况。试验结果表明：该仪器结构合理、性能良好、测试结果可信，可满足电厂汽轮机湿度在线测需的需要。     

应用光学法饱和蒸汽湿度仪测量汽轮机末级蒸汽湿度

主要介绍光学饱和蒸汽湿度仪的基本原理，仪器结构及其在丰镇电厂２００ＭＷ汽轮上进行末级湿度测量的试验民政部试验结果表明，该仪器可满足电厂汽轮机湿度在线测量的需要。     

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。     

Analysis of the superheated steam cycle of a PWR secondary system

The impacts of variations of turbine exhaust steam wetness, live steam parameters, and the turbine sectional pressure ratio on the thermodynamic efficiency of the saturated steam cycle in a PWR secondary system are analyzed. The effects of live steam parameters and turbine sectional pressure ratio on the thermodynamic efficiency and the turbine exhaust steam wetness for the superheated steam cycle are also investigated. The optimum ranges of operating parameters are proposed based on the comparison of the performance of the superheated steam cycle with that of the saturated steam cycle. © 2001 Scripta Technica, Heat Trans Asian Res, 30(3): 185–194, 2001     

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     

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。     

A novel method for measuring the coarse water droplets in wet steam flow in steam turbines

IntroductionWetoess in last stages Of LP steam ~es has beenlmown for a long time as a cause of efficiency loss anderosion of bladeslll. It comprises fine dIDPlets (also fogdrOPletS or Primal droplets) less than about 2 11 m indiameter and coarse water (big drOPlets or secondsdropletS), with diameter ~ about 10 11 m up tO sevedhundreds inicmns.For the fine droplet, the global method, known aSthe extinction method has been chosen tO Obtain itS sizedistribution and concentalon (weiness). …     

5MW实验汽轮机内湿蒸汽两相流实验研究

在1台5MW3级实验汽轮机上进行了湿蒸汽两相流的实验研究,实验在3种不同进汽温度下进行,用联合探针测量了末级叶片前后沿径向和周向的流场、蒸汽湿度、水滴尺寸等参数,并分别用2种方法确定了末级前后的蒸汽参数,获得了3个级的级效率。比较发现,发生凝结的第2级的级效率低于其它2级,这表明凝结过程存在很大的热力学损失。     

微波谐振腔测量蒸汽湿度非等动能取样误差分析

为了准确计算微波谐振腔的取样误差,分析了非等动能取样原理,针对2种不同的取样端,采用拉格朗日方法计算水滴运动轨迹,得到了不同工况和水滴尺寸下由于取样偏差导致的湿度测量误差.结果表明：当马赫数较小时,取样误差受水滴尺寸影响较小;而马赫数较大时,取样误差不仅与水滴尺寸密切相关,而且明显受工况的影响;通过优化谐振腔的取样端结构,可以有效减小由于取样产生的测量误差;由于电厂汽轮机排汽马赫数较小,通过取样修正,微波谐振腔可以达到较高的取样精度.     

单缸低参数汽轮机末级排汽湿度的热力分析

采用VB语言,通过动态链接库的调用,编制了低参数单缸汽轮机热力计算程序.应用此程序,在不同设计参数下,针对无抽汽除湿、级间抽汽除湿和除湿级除湿3种方案,研究了机组末级湿度的变化.结果表明,进汽压力、进汽温度和排汽压力三者对末级湿度的影响不同,进汽温度对末级湿度的影响最大,进汽压力次之,排气压力最小.在本研究所提参数条件下,满负荷运行很难保证末级出口湿度要求,需采用有效的内部除湿措施.研究也表明,在不同位置抽汽除湿和除湿级除湿对机组末级湿度影响较大,在相同的设计参数下,在机组的第四级后抽汽除湿对机组末级湿度的影响最大.在相同的除湿效率下,除湿级位置每向后移动一级,使末级湿度降低约1%,随除湿级位置后移,除湿效率对末级湿度的影响增大.