超临界汽轮机调节级叶片固体颗粒冲蚀特性的研究

建立了高温条件下氧化铁颗粒撞击12Cr材料的冲蚀模型,并将此模型与透平级三维气固两相流运动特性的数值计算相结合,计算和分析了一台超临界汽轮机调节级在设计工况下喷嘴与动叶表面上的冲蚀量分布。计算结果表明,喷嘴压力面接近出口边缘的区域以及动叶压力面中后部区域是最容易受到固体颗粒冲蚀的部位,并且动叶易受冲蚀部位最大冲蚀量约为喷嘴易受冲蚀部位最大冲蚀量的1．5倍。     

高参数汽轮机喷嘴防治颗粒冲蚀技术研究

通过试验和数值模拟系统研究了高参数汽轮机调节级喷嘴抗固体颗粒冲蚀及其高效全寿命周期机制,首次提出进汽流道结构优化是延长喷嘴组冲蚀寿命的最主要途径.在喷嘴选型和优化时推荐特征参数G大于且远离0.3的喷嘴和后加载型线,采用带局部加厚的端壁收缩和满足强度的缩小喷嘴.另外,提出以初始缺口作为喷嘴高效做功功能失效的准则,并依据调节阀蒸汽流量和调节级后压力随服役时间的变化趋势来监控喷嘴的冲蚀状态.这些结果对确保高参数机组全寿命周期高效率运行具有重要指导意义.     

超超临界汽轮机组固体颗粒冲蚀的数值研究

文章采用商用计算流体动力学软件CFX,针对某1000 MW汽轮机组,采用欧拉-拉格朗日法,数值模拟了高压缸首级通道内固体颗粒的运动特性,结果表明:不同粒径的固体颗粒对叶片的冲蚀有着不同的影响,固体颗粒直径越大,发生碰撞时的角度越大,撞击点位置越接近前缘.固体颗粒在静叶压力面、吸力面撞击点的撞击角度均在0°~15°之间.静动叶内的冲蚀区主要集中在压力面的中后部,并且静叶受冲蚀的程度远大于动叶.文章还对静叶出汽边采用Cr2C3抗冲蚀涂层后的流动情况进行了分析和比较,结果表明,采用Cr2C3抗冲蚀涂层对叶片气动性能影响不大.     

大功率汽轮机再热第一级固粒冲蚀的数值研究

以某600MW汽轮机再热第一级叶栅为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法,数值模拟了其叶栅通道内固体颗粒的运动特性,研究了固体颗粒的运动规律,分析了固体颗粒对静叶片、动叶片的冲蚀特点。     

子午面成型对超临界汽轮机调节级喷嘴固体颗粒冲蚀特性的影响

建立了氧化铁颗粒撞击12Cr材料高温的冲蚀率模型,并与叶栅的三维流场和固体颗粒运动特性的数值计算方法一道,计算与分析了1台超临界汽轮机调节级喷嘴顶部采用平直子午面和收缩子午面两种情况下,氧化铁颗粒对于喷嘴叶片的撞击区域和撞击参数以及喷嘴表面的冲蚀量分布,结果表明:子午面收缩能够有效地减小叶片表面上受严重侵蚀的范围并降低最大当地冲蚀量。与平直子午面喷嘴相比,受严重侵蚀的区域面积降低约60%,最大当地冲蚀量降低约1 3。图13参7     

超临界汽轮机调节级喷嘴固粒冲蚀特性的预测与抗冲蚀方法

采用数值方法计算了超临界汽轮机调节级喷嘴内的固体颗粒运动特性，根据固体颗粒撞击叶片的位置、速度与撞击角以及材料的抗冲蚀性能综合分析了喷嘴的总蚀机理与冲蚀特性，并阐明了利用气动设计方法和表面强化手段降低冲蚀的基本原理。     

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...     

汽轮机部分进汽调节级三维流场的非定常数值模拟

使用商业软件NUMECA,采用三维粘性数值模拟方法对处于部分进汽条件下调节级的内部流动进行数值模拟,并以此来分析调节级内部流动的非定常现象,从而进一步理解调节级的工作机理.     

超临界汽轮机再热第一级叶片固粒冲蚀特性的数值分析

采用数值方法计算与分析了超临界汽轮机再热第一级的固体颗粒三维运动特性,根据固体颗粒撞击叶片的位置、速度与撞击角以及叶片材料的抗冲蚀性能综合分析了静叶与动叶的冲蚀机理及冲蚀特性,指出静叶吸力面冲蚀是从动叶反弹回来的固粒撞击所引起的。此外,还分析了动静叶轴向间距及机组负荷对反弹至静叶的颗粒数量的影响,结果表明,随着轴向间距的减小和负荷的降低,反弹回静叶的颗粒数量增加。     

超超临界汽轮机固体颗粒侵蚀的研究

分析了超超临界汽轮机高压和再热第一级叶片固体颗粒侵蚀的原因，介绍了汽轮机部件固体颗粒侵蚀的试骚研究工作，给出了超超临界汽轮机防止固体颗粒侵蚀的措施。图4参5     

耦合末级叶片的汽轮机排汽缸气动数值模拟

为研究末级叶片出口流场径向的不均匀性对排汽缸气动性能的影响,基于稳态的三维N—S方程、能量方程以及连续性方程,采用商业CFD软件进行了排汽缸气动性能的数值模拟计算．结果表明：耦合末级叶片的数值模拟计算结果更接近真实值;动叶叶顶漏气射流对排汽缸内的流动结构有很大影响,使得计算得出的静压恢复系数有所增加;叶片叶顶漏气影响不可忽略,在今后的排汽缸气动设计及优化工作中需要考虑末级叶片的影响;排汽缸进口条件对于其气动性能有着决定性的影响．     

定常和非定常计算方法在固粒磨蚀数值模拟中的应用研究

采用Euler/Lagrange气固两相流动模型,对某透平喷嘴级进行了定常与非定常的数值模拟,比较了两种计算方法多固体颗粒穿越转/静叶交界面以及在下游动叶通道内运动轨迹的差别.研究指出,导叶整个压力面都是固粒磨蚀的严重区域,动叶压力面中部是承受冲击式磨损与擦伤磨损的严重区域.定常计算得到的固粒沉积面积偏小,弱化了固粒对壁面的磨蚀程度;非定常时间精确解能获得比较准确的固粒对壁面的磨蚀峰值以及被磨蚀壁面的磨蚀总量.     

汽轮机降低颗粒磨蚀的措施

固体颗粒磨蚀有害于近代汽轮机。减少颗粒、防磨镀层和将颗粒引向旁路是目前世界上正在采用的三种解决方法。     

汽轮机末级叶片流固耦合数值模拟

从非定常流动和弹性叶片振动相耦合的角度来研究叶片的强迫响应,对于叶片的高周疲劳具有重要意义.利用商业程序CFX和ANSYS对某汽轮机末级进行了设计状态下的流固耦合计算,得到了一定阻尼水平下的通道内部流动图画和叶片振动的动应力.流场非定常计算结果与非耦合情况下进行了对比分析,结果表明,耦合振动及变形对叶片的时均负荷影响较小,但是对转静间的非定常相互作用存在显著影响.     

超临界汽轮机组剩余汽流力的数值模拟研究

超临界汽轮机组由于其高参数,在部分进汽时会产生很大的剩余汽流力,相对以往亚临界机组,这个力对机组的稳定运行带来了很大的影响。以某电厂660MW典型超临界机组为基础,利用CDF技术,建立了喷嘴-动叶单流道模型,详细计算了不同工况、不同阀序下,作用于轴系的剩余汽流力的大小与方向;分析了不同阀序下汽流力对轴系稳定性的影响:剩余汽流力可改变轴系在轴承内的稳定位置,从而改变轴承的动力特性,使轴系稳定性发生变化,这样的变化可能会引起转子振动增大甚至失稳事故。某电厂实例说明,剩余汽流力在某些阀序下引起轴承载荷变轻,使得轴系振动增大,而改变阀序在一定程度上可以利用剩余汽流力增加轴系稳定性,抑制这种振动。所做的工作可以为电厂消除进汽方式引起的振动提供参考。