200MW级汽轮机喷嘴组技术改造

针对200 MW级汽轮机喷嘴组在设计、制造、安装方面存在的问题,在研究其调节级热力特性的基础上,通过全三维气动建模分析调节级各项损失产生的原因及影响因素,同时结合实际运行情况,寻求减少各项损失的途径,提出了喷嘴组优化改造的技术措施与方案:在动、静叶片的速度系数近似保持设计值不变的情况下,若调节级的密封情况良好,调节级的实际运行效率主要取决于压比、阀门开度和部分进汽度。调节级压比热力设计已确定,故认为在喷嘴组的改造设计时,应从减少调节阀门节流损失、降低调节级的部分进汽损失、减小调节级静叶栅的流动损失、完善调节级密封结构、改进喷嘴组加工精度等方面采取措施,提高调节级效率。实践证明,应用200 MW级汽轮机喷嘴组改造技术对喷嘴组实施改造,改造后设计工况下,调节级效率均高于未实施喷嘴组技术改造机组的10%~15%,部分负荷工况下的热力性能明显改善,节能效果显著。     

汽轮机调节阀–调节级段三维流动与压力损失数值研究

部分进汽是喷嘴调节汽轮机变工况运行时的主要状态,调节级部分进汽通常效率较低,流动情况复杂。该文采用ANSYS-CFX软件数值研究了亚临界600MW汽轮机调节阀-调节级段在不同阀门开度组合情况下的三维流动与压力损失特性。结果表明:调节阀-调节级段的流动是复杂而强烈的有旋流动;调节阀喉部的节流作用和阀碟下方"空穴"区以及调节阀下游部分区域的漩涡会引起较大的压力损失;当4个调节阀全部开启时,调节阀-调节级段的流动性能良好,当某调节阀门处于关闭状态时,部分进汽调节级的动叶栅在从进汽弧段转到非进汽弧段过程中,动叶通道中的流体被抽吸到非进汽腔室以及对应的喷嘴叶栅中,形成大量的漩涡,造成较大的压力损失。     

600MW汽轮机喷嘴配汽方式下阀门重叠度影响的研究

针对汽轮机组流量特性存在的问题,对汽轮机喷嘴配汽方式下阀门重叠度的影响进行了研究。通过理论计算与仿真实验相结合的方法,确定某600MW汽轮机组给定重叠度下阀门联合流量特性,分析了重叠度对调节级效率及级后压力的影响,探讨了调节阀重叠度的合理选取,并针对定压运行方式提出一种调节级效率快速建模方法,为喷嘴配汽方式汽轮机组运行优化提供指导。     

喷嘴配汽汽轮机组调节级温度的修正

介绍了发电厂汽轮机组配汽方式及各种方式的优缺点,对喷嘴配汽汽轮机调节级室温度变化带来的影响进行了分析。为了使调节级室的压力、焓值、温度以及调节级效率等参数满足变工况计算需要,在常规的调节级变工况计算中增加了温度的迭代计算,以求得更精确的调节级参数。     

喷嘴+补汽新型调节技术的经济性分析

为了保持喷嘴调节汽轮机组部分负荷工况下主蒸汽压力高的优点,同时减弱调节级效率低对高压缸通流效率的影响,有效提高汽轮机组部分负荷工况下的经济性,本文在分析研究了现有汽轮机进汽调节技术的基础上,提出了喷嘴+补汽新型调节技术。以超临界660 MW机组为例,分别分析喷嘴+补汽调节和单一补汽调节对汽轮机热力特性和经济性的影响。结果表明:喷嘴+补汽调节机组和补汽调节机组在90%THA工况附近经济性相当,随着负荷的降低,喷嘴+补汽调节机组经济性优于补汽调节机组,且这种优势逐步加大;全年负荷范围为40%THA～85%THA的机组,采用喷嘴+补汽调节的经济性更高。     

新书介绍

<正>汽轮机变工况特性 本书共分九章,分别介绍真实气体有损失的流动;压力与流量的关系、级与级组的临界压力比;工况变动时级的反动度及级内漏汽的改变;级的变工况计算;汽轮机负荷调节;汽轮机工况变动时的过渡过程,汽轮机在非设计参数下运行;汽轮机在个别通流部分机件拆除条件下运行;对现有汽轮机经济性的改进等等。定价4.20元,各地书店经售。     

进汽结构对部分进汽损失的影响研究

喷管配汽调节级作为汽轮机的主要结构之一,可有效调节汽轮机的功率,其所产生的部分进汽损失组成复杂且造成机组效率的下降。文中采用ANSYS-CFX软件研究了一种小型涡轮的12种单级部分进汽结构在60余种运行工况下的部分进汽损失和效率特性。结果表明:部分进汽工况会给涡轮带来额外损失,且损失随部分进汽度的降低而增加,逐渐降低部分进汽度时,损失增加速率逐步增大,转速的增加能够提升相对内效率;在相同进汽度下,多进汽弧段较单进汽弧段损失更大,但受到弧段周向间距的影响,增加进汽弧段个数并不会明显降低相对内效率;进汽弧段周向间距越大,其造成的部分进汽损失越大,但在一定范围内(g/p=0.5~2.0),周向间距对效率影响不大。     

300MW喷嘴配汽汽轮机顺序阀运行调节级特性研究

通过仿真实验与热力计算相结合的方法分析了调节阀的流量特性,并得到了调节阀顺序开启时其后调节级压力与流量关系。对顺序阀定压运行时调节级有效比焓降进行实例计算,并得到调节级汽室混合后比焓的建模思路,为分析调节级变工况时的工作状态提供了参考。     

汽轮机组滑压运行方式的优化

以国产引进型300 MW机组为例,通过对汽轮机组的变工况计算,研究了滑压运行方式下,开启不同数目的调节阀对机组性能产生的影响,如调节级相对效率、调节级有效比焓降、高压缸排汽温度、给水泵耗功等。通过对上述指标的分析比较,得到了机组的最佳滑压运行方式。并指出对于不同型式的机组,应该开启不同数目调节阀,以提高机组的运行经济性。     

一种汽轮机组排汽干度的在线软测量方法

随着信息计算机技术的发展,对大型汽轮发电机组性能进行在线监测及分析成为可能。机组热耗率和干度是2个被监测的重要指标。通过对已往的汽轮机变工况计算的方法分析,该文提出以汽轮机末级抽汽或次末级抽汽(过热蒸汽状态)为计算起点的汽轮机的顺序变工况核算方法。根据初始假定的末级流量和现场实际的末级前热力状态和背压,用汽轮机变工况流型判别准则,判别级的流型,然后从末级前参数开始顺序进行一次级的变工况核算,得到新的排汽焓和排汽干度,最后算得机组热耗率和排汽焓(或排汽干度)。该方法不用测量流量,也不用测量排汽干度,就能比较准确地在线监测机组热耗率和排汽干度。     

配汽方式对汽轮机安全的影响及顺序阀优化研究

机组在变负荷过程中,由于喷嘴配汽方案设计不当,在调节级处会产生较大的配汽不平衡汽流力,从而会引发调节级附近的各轴承发生轴心偏移、瓦温升高、轴振不稳定等轴系故障,极大地危害机组的安全运行.基于调节级的变工况计算.首先研究了变负荷过程中配汽不平衡汽流力的产生机理和变化情况,非对称进汽是配汽不平衡汽流力产生的根本原因.结合实...     

超临界汽轮发电机组汽温异常对汽轮机疲劳寿命的影响

采用汽轮机变工况热力计算,利用有限元方法计算某型号600 MW超临界机组汽轮机高中压转子在调峰运行下的主蒸汽温度发生大幅波动时的温度场、应力场,并得到转子应力集中部位的载荷谱,然后对该工况进行转子疲劳寿命分析。提出超临界机组直流锅炉汽温控制的要点,建议该类型机组在启动或调峰过程中加强运行操作培训,提高自动控制系统调节品质,将蒸汽温度、调节级温度以及中压缸进汽温度作为重点控制对象,严格控制温度变化率。     

600 MW超临界汽轮机配汽不平衡力影响及配汽方案优化

汽轮机尤其是超临界汽轮机在变负荷运行过程中,不合理的配汽方案会在调节级产生较大的配汽不平衡力,引发调节级附近的轴承发生轴心偏移,瓦温升高等故障,对机组的安全运行造成影响。单纯考虑减小不平衡汽流力的配汽方案又会造成调节级效率乃至汽轮机整体内效率的下降,因此在配汽方案选择时,需要妥善解决汽轮机运行安全性和经济性之间存在的这一对矛盾。论文阐述了汽轮机配汽不平衡汽流力的产生机理及其造成的影响,针对某型600 MW超临界汽轮机在30%、80%、90%负荷点上,设置了不同的配汽方案,就汽流不平衡力和调节级效率进行了详细计算,从安全性与经济性两个角度展开了方案的对比分析,依据计算和分析结果提出了兼顾减小不平衡汽流力和提高调节级效率的协同优化方案。     

汽轮机通流效率与机组热耗率关系的计算

建立汽轮机组变工况热力计算程序,并给出各缸效率与热耗率关系的数学模型,对上海汽轮机厂600 MW超临界汽轮机进行热力计算,分析通流性能变化与热耗率的关系。计算结果显示:级组效率变化与热耗率及本缸效率变化量成线性关系;级组承担功率越大、越靠近排汽端,则级组效率变化对热耗率与本缸效率的影响越大;低压缸效率改变对热耗率的影响最大,高压缸其次,中压缸最低;基于数学模型的计算结果与变工况热力计算基本一致,表明该数学模型计算精度很高。     

超临界600MW汽轮机配汽优化试验研究及应用

某东汽600 MW超临界汽轮机组采用复合配汽方式,在高负荷下采用顺序阀喷嘴调节方式,机组效率较高,但在中低负荷下采用节流调节,4个高压调门都存在部分节流,影响机组效率,为此需要进行配汽优化,增加中低负荷下的顺序阀进汽方式。通过试验分析论证了适用的顺序阀调门开度组合,并对参与变负荷调节的高压调门进行了流量特性试验,根据试验结果优化调门配汽函数,通过滑压试验找出顺序阀方式下的经济滑压曲线,修改DEH逻辑增加顺序阀方式,实现复合阀和顺序阀方式之间的无扰切换。性能对比试验表明,采用顺序阀方式运行后机组节能效果显著。     

有关反动度变化的简化计算公式探讨

对汽轮机变工况时反动度变化的简化计算公式进行了探讨,并推导出一个能够适用于更大反动度范围的新简化公式,其系数可由级的结构参数确定,有较明确的物理意义。计算结果得到了有关试验的支持,对透平的变工况分析具有一定的指导意义。     

基于MATLAB的汽轮机调节级变工况特性快速计算

汽轮机调节级的变工况计算是汽轮机热力核算中的常见问题之一.在对调节级特性数据计算的基础上,应用MATLAB软件绘制调节级的通用特性曲线,并拟合特性曲线方程,为汽轮机机组变工况提供一种计算方法.     

高压调节阀配置方式对机组运行经济性的影响

论述了高压调节阀配置方式与汽轮机进汽压力的关系,以600 MW机组为例,计算得出了亚临界机组与超临界机组在不同调节阀配置方式下的经济性,以及在顺序阀定压与滑压运行方式下热耗率的变化规律,给出了各调节阀所控制的调节级喷嘴数不等时,各调节阀配置方式下机组热耗率的变化规律及调节阀配置原则,并对重叠度对机组运行经济性的影响进行了定量分析.结果表明：不同调节阀配置方式对机组运行经济性影响明显,对于配置4个调节阀的机组,2阀点时,提前开启调节阀压损每增大2％,机组热耗率增加约13~15 kJ/(kW.h)；3阀点时,机组热耗率仅增加约5~6 kJ/(kW.h)；2阀点下,超临界机组热耗率增加略小.     

直接空冷供热机组汽轮机配汽特性优化策略研究

分析了直接空冷供热机组汽轮机配汽特性存在的高压调节阀流量持性不良、机组在滑压区域运行方式不合理等主要问题,通过对机组部分高压调节阀参数进行调整,优化了机组定—滑—定运行曲线,修正了机组负荷背压,采用调节级压力—主汽压力的控制策略等措施,有效提高了直接空冷机组在滑压区域的调节品质与运行经济性。     

汽轮机调节级特性曲线快速算法改进

针对传统的汽轮机调节级特性曲线快速算法忽略次要因素,简化计算公式,误差相对较大的问题,引入了喷嘴汽流偏转角和动叶速度系数的计算公式对调节级特性曲线计算方法进行改进;以某200MW级机组汽轮机为例,采用本文算法建立计算调节级特性曲线的数学模型,在设计工况下进行计算,并与传统算法的计算结果进行比较,结果表明,本文算法的计算精度更高。