偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响分析

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明：密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

偏心对汽轮机隔板汽封泄漏流动特性的影响

当汽轮机转子存在偏心时,隔板汽封间隙内的汽流激振力将发生变化,影响汽轮机组的安全运行。采用计算流体动力学软件,分析转子偏心工况下,某300 MW汽轮机高压缸第二压力级隔板汽封内汽流激振力的变化规律。结果表明:密封的周向压力近似呈余弦规律分布;随着偏心距的增加,隔板汽封内周向压力差逐渐增大;汽封间隙不变时,正向力、切向力和合力皆随着偏心距的增加而增加;在不同汽封间隙下,当转子偏心距相同时,间隙越小汽流激振力就越大。     

汽轮机叶片汽道加工中受力及变形分析

汽轮机叶片汽道加工变形是影响加工质量的关键。为了提高汽轮机叶片在加工过程中的质量,减小其在加工过程中的形位误差,在各切削力模型的基础上研究了球头铣刀在出汽边铣削中的几何加工特征,构建铣削力模型,分析了叶片汽道加工过程中的受力和变形。结合汽轮机中压缸第二级动叶片结构参数,采用材料力学理论分析法,构建了汽轮机动叶片汽道加工中的力学模型,并对叶片汽道加工中弯曲与扭转变形进行分析,得出影响叶片加工质量的因素,为后续的叶片夹具设计提供理论依据。     

汽轮机通流部分汽封的改进

依据冲动式汽轮机单个级内叶顶汽封和叶根汽封工作特性以及漏汽量的相关技术文献,分析了级内间隙变化对效率的影响程度。并依据分析结果,对通流部分汽封重新设计,轴向为开式结构,叶顶采用梳齿结构,叶根部位采用径向环形结构,放大轴向间隙,保持较小的径向间隙。既增加了级效率,又简化了结构,缩短了生产周期。     

提高切削效率，促进汽轮机制造技术大发展——记全国汽轮机行业金切与工艺技术联络网第19届年会

汽轮机是发电设备中最复杂、制造难度最大的机器,特别是近年出现了燃气轮机井喷的行情,燃机中难加工材料对刀具和机床的要求越来越苛刻。为了继续交流生产中的经验,提高我国汽轮机的整体制造水平,2012年1月8日,全国汽轮机行业金切与工艺技术联络网（简称联络网）第19届年会在哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（简称哈汽,同理还有上汽、东汽、南汽等汽轮机制造企业）召开,来自全国汽轮机、核电行业以及刀具行业100多位领导和专家参会,《金属加工》栗延文社长受邀参加了此次年会。     

汽轮机叶顶间隙汽封内泄漏流动的数值研究

采用计算流体动力学软件分析某汽轮机高压级叶顶汽封内的泄漏流动特性及泄漏流在级后与主流的掺混过程,并比较有无汽封情况下间隙流场的气动性能。结果表明:汽封间隙内充满复杂的涡运动,使泄漏流的动能得到充分的耗散,且齿数增加可使耗散更加充分;增加叶顶汽封装置可有效降低级后间隙泄漏流与主流的掺混损失,增加汽封齿数能够在一定程度上削弱级后掺混带来的流动影响。     

某改型汽轮机中压切向孔冷却的数值研究

针对某超临界汽轮机改造,在利用高压漏汽对中压转子冷却的同时,结合在中压内缸切向开孔,以达到冷却效果。文中数值研究了切向开孔后流域的温度场,数值结果显示、切向开孔可有效配合高压漏汽,达到冷却转子、保证转子安全性的目的。     

汽轮机低压外缸参数化设计

汽轮机末级的容积流量大,低压汽缸一般采用双流结构,即由中间进汽向两端排汽,是汽轮机中尺寸最大的部件。为便于运输,常分成4片或6片拼装。又因其进、出口的蒸汽温差大,低压汽缸一般均为多层焊接结构,排气口下方与凝汽器相连接。文中以UG软件为开发平台,利用VC++开发语言,以核电AP1000型汽轮机组低压外缸为例,介绍汽轮机低压外缸参数化设计的方法。     

300MW汽轮机汽封及轴封的改造

汽封是汽轮机安全经济运行的重要组成部分,汽封密封性能的优劣,对汽轮机性能具有重大的影响,汽封的优化设计使汽轮机的效率得到显著的提高,因此为提高汽轮机的安全性和经济性,采用先进汽封技术对原有的传统汽封进行改造是十分必要的。我厂改造的方案是高、中压缸的梳齿型汽封更换为布莱登可调式汽封,低压缸梳齿型汽封更换为蜂窝汽封,经电科院额定工况试验证实,改造后效果良好。     

偏心及部分进汽下密封间隙流体激振力数值研究

喷嘴配汽汽轮机在部分进汽时调节级附近会形成极不均匀的流场,不仅影响调节级动叶轮周力的分布,还会对临近密封间隙内的流场及流体对转子的作用力产生扰动。以某国产300MW汽轮机端部汽封间隙为参考,建立密封间隙CFD模型,求解三维、粘性、可压缩N-S方程,研究了不同进汽方式、偏心情况下流场特性及流体对转子作用力。结果表明:部分进汽的位置、转子的偏心距及两者的相对位置对汽流力的大小、方向和变化趋势产生了较大的影响。在某些部分进汽情况下,偏心距增大也会减小汽流力。     

一种免装配非接触式汽轮机汽封间隙测量方法与实验

与传统的汽轮机汽封间隙测量方法不同,汽轮机转子和定子在非安装条件下,采用靶球和API激光跟踪仪实现无接触式测量。测量数据输入计算机,与定子的参数进行计算可得到汽封轴向和径向间隙。测量了汽轮机低压部分的径向汽封间隙,均满足工作要求。该方法对汽轮机汽封间隙测量提供了一种创新方法和一定的理论支持。     

蜂窝密封及其应用的研究

实验研究了蜂窝密封的泄漏特性,发现蜂窝深度对漏气量的影响并不呈线性的规律。蜂窝深度接近蜂窝宽度时,对应较小的漏气量。将蜂窝密封应用在汽轮机的轴端汽封和级间汽封,为多家电厂的3~650MW汽轮机设计、安装了蜂窝汽封。使用蜂窝汽封后显著减少了漏气,提高了真空度,解决了润滑油含水问题。     

部分进汽下汽轮机不稳定振动及抑制方法

汽轮机组在部分进汽模式下运行时容易出现不稳定振动。以某台大型汽轮机组为例,应用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,建立调节级叶片不均衡汽流力计算模型,给出不同阀序下汽流力变化情况。不同进汽工况下不均衡汽流力大小和方向相差很大,汽流力作用到转子上后改变轴颈在轴承内的偏心率和偏位角,从而改变轴承动力特性。建立转子-轴承系统动力特性有限元模型,分析阀序切换过程中不平衡响应和稳定性变化情况,从剩余汽流力角度解释阀序切换过程中所出现的不稳定振动机理。实例说明,部分进汽状态下所出现的不稳定振动受调节级侧轴承所承受载荷的影响较大,轻载轴承特别容易出现不稳定振动。从轴承标高调整角度提出不稳定振动抑制方法。在瓦温不超标的前提下,应适当抬高调节级侧轴承标高。     

火电汽轮机常用汽封出现问题的对比分析

针对国内汽轮机组采用的汽封选型,介绍了蜂窝式汽封、布莱登汽封、接触式汽封、侧齿式汽封的性能及使用过程中出现的一些问题.     

接触式蜂窝汽封在12MW汽轮机中的应用

广州珠江啤酒股份有限公司热电厂3#汽轮机组在运行过程中,汽封漏汽量大,效率和真空严密性下降;同时高压汽封漏汽造成润滑乳化严重,影响机组安全运行。采用接触式蜂窝汽封对汽封系统进行改造,有效解决了问题。     

叶顶汽封径向和轴向间隙对汽轮机泄漏量及主轴位移的影响

通过对某化工厂汽轮机的叶顶汽封和主轴轴位移故障的分析,发现当漏气量增加到一定程度后会加快推力轴承的磨损,从而引起汽轮机轴位移逐渐增加,这表明汽封的损坏不仅引起泄漏增加还会导致主轴位移增加。采用FLUENT软件对叶顶汽封的流场进行数值模拟,研究汽轮机叶顶汽封的径向间隙和轴向间隙对汽轮机泄漏量及汽轮机主轴位移的影响,提出合理的工作间隙。研究发现:汽轮机叶顶汽封径向间隙是影响泄漏的重要因素,径向间隙增大将导致蒸汽泄漏量增大,汽轮机轴向推力增加,从而导致主轴位移增加;在总长度一定时,轴向间隙值对蒸汽泄漏量没有明显影响,但增加轴向间隙可以使进入汽封的蒸汽压力更加稳定。考虑到叶顶汽封的装配和热膨胀问题,对所研究的叶顶汽封提出了径向间隙为0.65 mm,轴向间隙为3.5 mm的修复方案,通过实践证明该方案现场修复是成功的。     

汽轮机末级长叶片的开发

开发了钢制及钛合金制的末级动叶。文中主要以1000 MW级汽轮机为对象,开发了3600r/min汽轮机50 in末级长叶片。同时,通过比例设计,开发了3000 r/min汽轮机60 in末级长叶片。使得用于大型燃煤火力发电的1000 MW级汽轮机,装上这种末级叶片、增大环形面积后,只需配置两个低压缸(4排汽口),从而提高了机组效率。文中重点论述了上述末级叶片的流体设计。     

新型高温高压汽轮机汽封片材料选用分析

针对国内新型高温高压汽轮机汽封片在高温环境下长期工作时容易出现高温蠕变、腐蚀,进而产生汽封片崩裂脱落造成汽轮机效率降低甚至出现运行事故的问题,对国内新型高温高压汽轮机汽封片选用的几种不锈钢材料从金属材料学方面进行了对比分析,并结合国际上在高温高压汽轮机汽封片材料选用方面的先进研究与应用,专门探讨了多种奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢的材料特点,研究分析了不同不锈钢材料对新型高温高压汽轮机汽封片工作环境的适用性。研究结果表明,奥氏体不锈钢06Cr18Ni11Ti较1Cr18Ni9Ti和06Cr19Ni10更适合作为新型高温高压汽轮机汽封片选用材料,如果在条件允许的情况下,选用回火索氏体不锈钢,如X20Cr Mo13或者类似化学成份的马氏体不锈钢,作为新型高温高压汽轮机汽封片是目前最优选择。     

试论影响汽轮机汽耗的因素及建议

在汽轮机的生产运行中经常会出现的情况是汽轮机汽耗量大等状况。对于汽轮机汽耗的研究,我国还有很大的提升空间。本文通过对某厂28000m3/ h空分装置驱动空压机及空气增压机的汽轮机型号为 NK S50/71/0,单缸冷凝式,定额功率是33946KW,转速为5665r/min,进汽压力为3.5MPa,温度是400摄氏度,流量是153.54t/h,正常功率为30610KW,转速为5547r/min,进汽流量为135.86t/h。的汽轮机进行分析研究,总结出汽轮机汽耗因素和相关建议。     

低压补汽阀支撑结构改进设计

分析了某机组中双压汽轮机的低压蒸汽管道用补汽阀门支撑结构存在的问题,采用模拟的方法探讨了低压补汽阀在不同方案下阀杆支撑结构处的受力和热位移,以及阀后管道对汽轮机接口产生的推力和推力矩,改进了阀门的支撑结构,不仅便于管道应力计算书的编写,还满足了汽轮机接口力和力矩的要求。