高中压合缸汽轮机过桥汽封内泄漏流动的数值研究

基于ANSYS CFX,研究了某超临界600MW高中压合缸汽轮机过桥汽封内蒸汽的泄漏流动。分析了转子的旋转对过桥汽封漏汽量的影响,结果显示,转子的旋转将使过桥汽封处蒸汽的泄漏量略有降低;数值计算得到了不同工况下过桥汽封处的漏汽量,并与理论公式的计算结果和设计值进行了比较,结果表明:数值计算的结果略大于理论公式的计算结果和设计值,且3种结果都显示过桥汽封处的漏汽量将随着负荷的增加近似呈线性增长的变化趋势;此外,不同负荷条件下,高压缸进汽侧汽封漏汽量与主蒸汽流量的比值和中压缸进汽侧汽封漏汽量与再热蒸汽流量的比值都基本为一定值。     

汽轮机轴端汽封改造技术分析

汽轮机轴端密封技术均为梳齿式结构,且后轴封处轴颈为光轴,汽封漏汽量大.蜂窝式汽封能有效抑制汽流在密封腔中周向流动,在高压差、小间隙密封时,仍能保证机组的稳定运转,从而降低泄漏损失,提高了机组效率.     

中间分隔轴封漏汽率的改进算法及在线监测

高中压合缸汽轮机中间分隔轴封也称过桥汽封,因其位置特殊,漏汽量大且不能直接用孔板流量计测量,其对中压缸效率影响很大。介绍了变温法测量过桥汽封漏汽率的基本原理和方法,提出了迭代逼近法在漏汽率和缸效率计算上的应用,做出了计算流程图和在线监测软件,并以600MW超临界汽轮机为例进行计算,分析了不同的测量误差对计算结果的影响。结果表明,迭代逼近法较直线相交法更为精确,也更方便实用,在此基础上实现了漏汽率和中压缸效率的在线监测。此方法能够准确体现机组的做功能力,对机组的运行和检修有一定的参考意义。     

过桥漏汽量的测量及其对热经济性的影响

针对芜湖电厂125MW机组,介绍高中压缸过桥漏汽量的测量方法及考虑轴封漏汽影响后中压缸通流效率的计算方法,并运用等效热降法分析高中压缸过桥漏汽对机组热经济性的影响。     

刷式汽封和梳齿汽封泄漏流动特性的数值模拟研究

采用数值求解三维Navier-Stokes方程技术,研究了梳齿汽封和刷式密封的内部流动性能,即汽封内部压力场分布、速度场分布,以及不同型式汽封的模拟漏汽量。采用汽封漏汽量公式,计算了不同汽封的理论漏汽量,并与模拟漏汽量进行比较。结果表明:在相同进口压力下,刷式汽封的压力变化比梳齿汽封的压力变化迅速。同时揭示了刷式汽封能够有效干扰蒸汽流动,降低蒸汽的流速。某电厂汽封改造实例表明,采用刷式汽封替换梳齿汽封后热耗率较改造前降低了143k J/(k W·h),汽封改造效果明显。     

单缸背压式汽轮机平衡活塞汽封漏汽分析

对于小功率的单缸背压式汽轮机,平衡活塞漏汽量是机组的主要漏汽量,对机组的性能影响较大。主要介绍了单缸背压式汽轮机平衡活塞漏汽量的计算方法,并讨论了影响单缸背压式汽轮机平衡活塞漏汽量的主要因素。以某单缸背压机组为例,分析了2种漏汽方式对汽轮机经济性的影响,并给出具体的影响数值曲线。研究成果对同类机组的平衡活塞汽封设计有一定的参考意义。     

蜂窝汽封流场及泄漏特性的数值模拟研究

建立了蜂窝汽封三维流场数值模型,系统地分析了蜂窝孔径尺寸、蜂窝高度、入口压力等结构与运行参数对汽封流场及泄漏特性的影响.计算结果与分析表明,在运行参数不变的情况下,降低蜂窝孔径大小或增加蜂窝高度都有利于降低汽封泄漏量,提高密封效果.而在结构参数不变的情况下,汽封泄漏量随入口压力增大而增加,而随旋转速度增大出现减小的趋势.     

汽轮机轴端螺旋汽封的设计研究

针对常见机组的汽轮机传统三段式轴封系统存在的漏汽(气)量较大的缺点，在不改变汽轮机的轴端长度及轴封系统设置的基础上，将原汽轮机轴端的三段直齿环型汽封的内外两段设计成一种旋向相反的非接触螺旋汽封，利用螺纹旋转斥气效应，减少汽缸内部蒸汽漏出、汽缸外部空气漏入的效果，进而降低汽轮机的漏汽损失，提高汽轮发电机组的效率。为了验证新型汽封的封汽(气)效果，利用有限元软件对在相同工况下的新老汽封的内部流动状况进行了仿真分析，对两种汽封的蒸汽漏出量与空气漏入量进行对比分析，分析结果表明：在相同工况下，新型螺旋汽封比传统梳齿汽封漏汽量减少约13%,空气漏入量减少约8%,验证了新型螺旋汽封设计的可行性，研究结果为汽轮机轴端汽封的灵活性改造提供了参考。     

汽轮机汽封改造可行性分析

传统汽封结构和原理上存在缺陷,造成机组在正常运行中蒸汽漏汽增加,减少了做功,降低了机组的热效率。因此,减少汽轮机汽封漏汽量,受到了设计、制造及运行单位的广泛关注。布莱登汽封技术是一种高效可靠汽封技术。文中将从它的工作原理、安全性和经济性分析采用布莱登汽封技术改造的可行性。通过计算,应用布莱登汽封技术改造后机组在各工况下的漏汽量都会下降,汽轮发电机组的热耗及发电煤耗都相应下降,有效地起到了节煤降耗,提高机组运行经济性的目的。     

汽轮机直齿与斜齿汽封内部流场的数值计算与结构优化

利用数值计算软件对汽轮机光轴直齿与斜齿两种结构的迷宫式汽封内部流场进行了数值研究,给出了汽封内部流动特性和漏汽量随相对齿间距和齿倾斜角度变化的规律.在汽封段轴向长度一定和相同的流动条件下,存在最佳齿数范围和倾角范围,它可使迷宫式汽封的漏汽量最小.     

高低齿汽封与蜂窝汽封及孑L式阻尼汽封密封性能的比较

使用商用CFD软件Fluent对高低齿汽封、蜂窝汽封及孔式阻尼汽封进行了三维数值模拟,得到三种汽封在不同压比、轴转速和汽封相对间隙时的密封性能,并将高低齿汽封和蜂窝汽封计算值与试验数据进行了对比．结果表明：高低齿汽封流量系数随压比增大而增大,随转速加快而略有减小,随相对间隙的增大而减小;蜂窝汽封与孔式阻尼汽封的流量系数均随压比增大而减小,随转速加快而略有减小,基本呈直线变化规律,随相对间隙的增大而增大;在相同的条件下,蜂窝汽封的漏汽量比高低齿汽封的漏气量减少10％,而孔式阻尼汽封的漏汽量比蜂窝汽封漏汽量减少6％．     

汽轮机密封技术的应用和发展

汽轮机的汽封是汽轮机的重要部件,汽轮机汽封的密封性能将直接影响到汽轮机汽封的蒸汽泄漏量,进而影响汽轮机的机组热效率。根据各种汽封结构型式的密封机理,分析和比较了现有各种汽轮机汽封的密封性能,并展望了汽轮机密封技术的发展前景。特别是最近十几年美国布兰登工程公司研制并在世界范围内得到广泛应用的布兰登式可调汽封,布兰登式可调汽封能够提高汽轮机机组运行的安全性和可靠性及显著提高汽轮机热效率,但是在中国应用布兰登式可调汽封时出现了汽封锈蚀和弹簧塑性变形问题。     

高中压合缸汽轮机中压平衡活塞汽封漏汽率影响因素分析

变汽温试验法测定中压平衡活塞汽封漏汽率时认为变汽温试验两工况下的中压平衡活塞汽封漏汽率相同,实际上,中压平衡活塞汽封漏汽率受机组运行状态的影响,并不为定值。首先对中压平衡活塞汽封漏汽率的影响因素进行理论分析,然后通过变工况详细计算定量分析再热器减温水量、机组负荷以及各高压加热器上、下端差变化对漏汽率的影响,计算表明,再热器减温水量、再热蒸汽温度、中压平衡活塞汽封前蒸汽温度、2号高压加热器下端差以及3号高压加热器上端差变化对漏汽率影响较大,而漏汽率基本不随1号、2号高压加热器上端差和1号加热器下端差变化,最后利用热平衡图数据对变工况计算分析结果的正确性进行了验证。     

新型汽轮机高压内外缸堆叠式密封结构研究

介绍应用于高压内外缸进汽插管处的新型堆叠式密封结构,其优点是漏汽量小,结构稳定,安装方便,成本低,使用寿命长。本文研究结果表明,将此密封应用于超临界以上参数的机组,可以减小漏汽量,延长密封寿命,提高机组的经济性。     

汽轮机新型轴端汽封碰磨的有限元分析

针对提出的新型接触型汽封建立三维模型,根据汽封实际工作环境,利用有限元软件ANSYS对新型汽封在机组额定工况下的碰磨进行温度场及应力场的有限元分析,分析结果表明,密封副碰磨后的温度分布、应力分布均匀合理,不会引起汽轮机大轴弯曲变形,验证了新型汽封的可实施性,并对该汽封的性能及安全运行的分析提供理论基础。     

350MW机组缸体变形量对汽封间隙调整的影响分析

以华能丹东电厂1号机组汽封改造为例,通过实测数据计算出全实缸和半缸情况下各级汽封洼窝中心的变化量,即各级汽封对应的缸体变形量,并以此通过调整隔板或转子中心高度来消除缸体变形量对汽封间隙的影响。从最终性能考核试验结果看,按此方法进行调整是成功的,在不扣全实缸的条件下能真实、准确、高效地完成汽封间隙调整工作。     

600MW汽轮机隔板汽封流场与汽流激振力的数值计算

通过建立600MW超临界机组隔板密封三维模型,应用Fluent软件模拟计算与汽缸同心的转子在有无旋转的情况下对隔板汽封蒸汽泄漏量的影响;研究了在转速3 000r/min,转子无偏心,进出口压力改变时隔板汽封蒸汽泄漏量的变化情况;并分析偏心距对泄漏量和汽流激振力的影响规律。计算结果与分析表明,进出口压比对迷宫密封性能的影响是随着进出口压比的增大泄漏量增大;偏心距增大泄漏量增大,同时汽流激振力也随之增大。     

汽轮机轴封系统漏汽对机组经济性的影响

汽轮机轴封系统漏汽对机组热经济性和安全性有很大影响,根据200MW机组的汽轮机热平衡数据,运用等效热降法分析了轴封、门杆漏汽及其利用系统对机组热经济性产生的影响,结果表明:高压轴封漏汽对经济性影响较中压轴封漏汽对经济性影响大,高压阀杆漏汽对经济性影响远大于中压阀杆漏汽对经济性影响;设计工况下轴封、门杆系统漏汽对经济性影响比其它工况小。此项工作对合理地布置轴封系统,指导轴封系统的正确运行有重要意义。     

低压隔板低直径汽封和对齿式汽封的数值分析

在汽轮机低压末几级隔板中,有两种比较典型的汽封结构形式——低直径汽封和对齿迷宫式汽封。在某600MW机组改造末三级长叶片优选过程中,针对两种类型的隔板汽封,在末三级环境中,开展全三维CFD分析,对比两者的密封效果,及对整个级效率的影响。数值结果表明,两种汽封结构均有较好的密封效果,对齿迷宫式汽封配合新型设计的末三级叶片,具有较高的气动效率,有助于改善600MW机组低压缸整体经济性。     

基于RBF神经网络的汽封动力特性系数计算模型

汽封是汽轮机里控制漏汽量的重要部件,汽封中的汽流力也是引起汽流激振的主要因素之一。传统的汽封动力特性系数计算主要为有限元法和有限差分法等。然而这些方法始终存在计算精度和网格划分、计算复杂程度的矛盾。提出基于径向基函数神经网络(RBFNN)的汽封动力特性系数计算模型,并以某厂660MW超超临界机组高压轴封为研究对象,建立该轴封动力特性系数的RBFNN计算模型。计算结果表明,该模型可大大提高计算效率,计算精度较高,满足工程计算的要求,为电厂快速、实时分析汽封中的汽流力对轴系的稳定性影响提供了方便。