工业汽轮机调节级段复杂流动特性研究

喷嘴调节是工业汽轮机进行变工况调节的主要方式之一。由于调节级部分进汽运行和过渡腔室内气流大幅偏转等原因,从调节级到压力级第1级的通流区域内流动情况复杂,效率损失严重。以某工业汽轮机为例,对包含调节级、过渡腔室和压力级第1级的通流区段进行全周全三维数值计算,分析了4阀点、3阀点和2阀点3个典型工况下的三维流动与各区域压力损失的情况。分析表明,随阀点减少,通流效率从86.1%降低至54.2%,过渡腔室内切向流动加剧,总压损失从2.2%增至45.8%,是影响流动效率的首要因素。另外,中分面螺栓安装时占据部分流道空间,使过渡腔室内通流面积在局部区域变化幅度过大,产生额外流动损失。而且,过渡腔室内的强烈有旋流动会影响下游压力级的入口流场均匀程度和攻角分布,3阀点和2阀点工况时,大的正攻角会使压力级第1级内流动效率降低。研究成果可为工业汽轮机整机变工况运行性能优化和高气动性能过渡腔室设计提供参考。     

汽轮机低压缸进汽腔室气动分析及方案研究

汽轮机低压进汽腔室设计的优劣对机组效率有明显的影响,其对效率的影响主要有两个因素,一是腔室本身的流动情况;二是腔室出口气流角与静叶的匹配情况。采用计算流体力学(CFD)方法模拟了基于不同设计方案进汽腔室的流场情况,并根据流场参数计算了第一级的级效率。研究表明,采用切向进汽方式,并且根据腔室出口气流角匹配静叶叶型,可以提高低压缸第一级叶片的效率,降低机组热耗。未来将会有越来越多的汽轮机采用切向进汽腔室,以提高机组的效率。     

汽轮机组滑压运行主汽压力的理论计算

结合喷嘴配汽汽轮机调节级的工作特点,在调节级变工况特性的基础上,阐述了汽轮机组滑压运行主汽压力的理论计算方法.并针对汽轮机变工况下调节级室温度变化和调节阀重叠度的影响,深入分析了滑压运行时主汽压力线的变化趋势,对提高调节级参数计算的精确度有一定的借鉴作用.     

300MW 汽轮机组不同运行方式比较

针对300MW机组编写了汽轮机定压运行和滑压运行的变工况热力计算程序,利用程序计算出了在定压运行和滑压运行方式下调节阀门压损、高压缸排汽温度、调节级相对内效率、给水泵耗功、热耗率、理想循环效率等各项指标。通过对上述各项指标的分析比较,得到了机组滑压运行的最佳运行方式,进而确定了机组滑压运行的负荷区域,并分析了滑压运行对机组安全性的影响。     

汽轮机调节级三维复杂流动的数值研究

汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅对机组的气动性能和效率具有较大的影响,还在一定程度上影响到其安全性能.基于三维黏性可压缩N-S方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室的150 Mw汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型,对其内部复杂流动进行了详细研究.分析发现:由于部分进汽.调节级进汽室内部流动较为紊乱...     

汽轮机调节级多工况下三维流场数值研究

汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅影响到机组的气动性能和效率,而且还对其安全性产生一定程度的影响。基于三维黏性可压缩雷诺时均Navier-Stokes(N-S)方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室和加强筋的300MW汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型,针对不同运行工况下调节级内部复杂流动进行了详细研究。分析发现:调节级进汽室内部流动损失较大;进汽段下游动叶通道静压分布合理,内部流动顺畅,而非进汽段动叶通道内部流动紊乱,熵增明显,部分进汽带来的损失较大;部分进汽度越小,效率降低越快,尤其是一阀进汽时,效率急剧下降。     

基于实时稳态模型的汽轮机冷端系统闭环优化控制

汽轮机冷端系统是火电机组的重要辅助系统,其运行状态的好坏直接关系到机组的安全、经济运行。分析汽轮机冷端系统的换热机理,通过对汽轮机末级变工况计算模型、凝汽器换热变工况计算模型以及变频循环水泵变工况特性分析,建立汽轮机冷端系统最佳真空稳态计算模型。分析了机组在不同边界条件下的最佳运行真空,进而利用稳态计算模型构建最佳真空闭环优化实时控制系统,实现对机组循环冷却水流量的连续调节,提高了机组的运行经济性。     

考虑部分进汽影响的调节级变工况特性研究

部分进汽的存在影响机组运行经济性.以某600 MW喷嘴配汽方式汽轮机机组为例,基于量纲分析理论,分别将全开调节阀及半开调节阀后喷嘴组压比简化表示为流量比的函数,提出一种适用于喷嘴配汽方式汽轮机调节级变工况计算模型,并研究分析了部分进汽对调节级内压比的影响;应用所提出的模型,探讨了重叠度的存在对阀门流量特性和机组热经济性评价指标的影响,为喷嘴配汽方式汽轮机机组运行优化研究提供了参考.     

考虑重叠度的汽轮机调节级变工况改进算法

汽轮机调节级变工况计算对汽轮机的热力校核和在线仿真具有重要意义。通过对调节阀联合升程流量特性的分析,建立相邻两个不完全开启调节阀的流量计算模型,并引入到调节级变工况计算中,提出考虑重叠度的汽轮机调节级变工况改进算法,解决以往重叠区内工况无法计算的问题,保证机组在线仿真的连续性。对国产200MW机组进行调节级变工况计算,结果表明:计算误差在工程设计要求的范围之内,最大为3.07%。     

600MW机组给水泵技术分析

随着参与电网调峰机组数量的增多,要求大功率的机组参与调峰运行,这要求机组汽动给水泵不仅在长期运行工况下具有良好的经济性和稳定性,在其他变工况时汽轮机给水泵能耗指标也不能上升过大。为得到汽动给水泵最佳性能工作点,采用汽动给水泵的额定转速性能曲线和相似理论,对汽轮机给水泵进行效率计算。结合现场汽动给水泵设备特点,热力设计特性,给水泵运行参数、小汽轮机参数与主机负荷的关系,通过对汽轮机给水泵各个运行工况进行比较和理论计算。得出汽动给水泵首先滑压运行变速调节方式最佳,其次是定压运行变速调节方式,定压运行给水泵定速调节方式最差。     

660MW机组配汽方式对轴系稳定性的影响

汽轮机在部分负荷时的调节配汽特性不仅影响轴系稳定性,而且还影响机组运行经济性。该文以某电厂660MW超临界机组为例,应用CFD技术,建立了调节级叶片汽流力计算模型,并分别对原阀序和优化阀序进行了不平衡汽流力与轴承载荷的分析计算,并在机组运行中得到了应用。     

电厂汽轮机组变负荷运行安全经济性分析

电厂汽轮机组变负荷运行时常采用定压运行和滑压运行两种方式,但这两种运行方式对机组运行的经济性和安全性的影响是完全不同的。借助某电厂600MW汽轮机组运行数据,通过计算和分析,比较了汽轮机组不同负荷下定压运行和滑压运行的汽耗率、热耗率、绝对电效率、调节级温度、高压缸排汽温度等重要指标。研究证明,部分负荷下采用滑压运行方式,既可以提高机组的热经济性、降低机组能耗,又能够保证设备的运行安全性、改善整个机组的调峰性能。     

基于运行数据的汽轮机调节级变工况特性建模

通过忽略汽轮机调节级的反动度,提出一种推算调节阀后压力和温度的方法,为利用汽轮机实际运行数据建立调节级变工况特性的数学模型奠定了基础。针对某电厂330 MW汽轮机,根据阀门的开闭状态进行分组,利用所提出的方法建立并验证了在顺序阀运行方式下调节级的主导因素模型,在全工况范围内计算了调节级变工况的流量特性参数和效率特性参数。结果表明:模型能够准确计算调节级后的压力和温度,验证了所提出方法的可靠性。     

基于MATLAB的汽轮机调节级变工况特性计算

汽轮机在变工况条件下，调节计算比较复杂。将Mgatlab软件应用到汽轮机的变工况计算中，采用拟合调节级特性曲线方程，绘制特性曲线等方法来计算调节级变工况，为汽轮机机组变工况提供一种计算方法。     

引进型600MW汽轮机推力的探讨

针对平圩电厂的引进型600MW汽轮机推力过大的问题,进行了汽轮机推力平衡和运行工况的分析,并计算了调节级和反动级的推力。强调计算推力必须计及反动度沿叶高的变化。计算结果表明.推力已超过规定的28.5t,机组非经改进已不能长期连续运行。适当车削平衡活塞外径有利于改善推力。     

超大型自平衡一体式高中压内缸研究

为减少部件接合面漏汽,同时配合机组取消阀门到外缸间的导汽管,提高机组效率,上海汽轮机厂新型超临界350MW汽轮机采用超大型自平衡一体式高中压内缸。新型内缸将传统高中压合缸机组中的内缸、持环、蒸汽室、平衡活塞汽封体等分散部件整合为一体,设有高压排汽腔室,并设置上半缸竖直高压进汽管和下半缸左右高压进汽管。采用软件ABAQUS计算分析一体式内缸的密封、刚度及蠕变强度,结果表明其满足汽轮机全寿命周期的要求。一体式内缸能够降低外缸设计难度,平衡轴向推力,降低应力水平,减少机组安装和检修时间,并配合机组实现无导管进汽,提高了机组运行的经济性。     

喷嘴配汽式旋转隔板级的简捷变工况计算方法

该文根据调节抽汽式汽轮机的设计结构与运行特点，讨论了抽汽供热式机组的变工况近似计算方法，对喷嘴配汽式旋转隔板级，提出了一种变工况的近似计算方法。该方法较变工况的详细计算时间大大缩短，且计算结果满足工程要求。可广泛应用于调节抽汽式汽轮机。     

工业汽轮机调节级动叶气动性能优化与应用

随着计算机技术和计算流体动力学的发展,结合现代优化理论,采用全三维CFD方法进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了工业汽轮机大负荷调节级叶型优化的工作。优化获得2个候选高效叶型A3_opt和A5_opt。在某台实例汽轮机机组上进行应用验证,结果表明:通流效率在广泛的负荷变化范围内均有提高,提高范围为1. 1%～5. 5%;随着调节级负荷的增加,调节级效率增益不断提高;在调节级负荷增大到一定程度后,随着调节级负荷的进一步增大,效率增益稍微降低。应用实例表明,所研究的优化方法、优化策略和优化获得的大负荷调节级动叶叶型是成功的。     

汽轮机叶片振动和温度测量

据《火力原子力发电》2 0 0 0年 3月号报道 ,经长时间运行后 ,机组高压汽轮机调节级和低压汽轮机末 2级的疲劳裂纹可能显著影响大修的预定计划。为了精确估算疲劳寿命 ,在 1台 2 2 0ＭＷ机组运行过程中测量了其高压调节级叶片的振动应力和温度以及低压级叶片的振动应力。文章叙说了测量的方法、测量结果以及对与疲劳寿命估算有关的振动现象的考虑汽轮机叶片振动和温度测量@思娟     

某超临界机组轴向位移保护动作跳机分析及处理

某超临界机组在正常运行中,汽轮机突然跳闸,机组停运,跳闸首出为轴向位移保护动作。基于相关参数变化趋势,排除了轴向位移保护误动的可能,确认汽轮机跳闸时轴向位移实际已发生突变。综合跳闸前后高压调节阀开度、功率、调节级压力、调节级温度等多参数的特性和变化趋势,判定汽轮机轴向位移突变是由于汽轮机运行中进水所致,再对相关运行参数的历史数据进行追溯,发现该机组已发生多起类似进水事故。结合现场汽轮机导汽管布置、调节阀结构、阀门管理曲线及运行方式,详细分析了汽轮机进水的来源及原因,最终确认汽轮机进水是由于导汽管积水所致。针对该问题制定了汽轮机防进水措施,电厂按照措施处理后,未再发生过类似事故。