汽轮机末级叶片进汽边表面防水蚀工艺研究

对比分析了汽轮机末级叶片进汽边的激光熔覆、激光淬火、钎焊司太立合金片表面防水蚀技术的工艺性。分别从工艺的实现能力以及防水蚀处理后叶片的工艺性能,如无损检测、缺陷分布、变形情况、组织与硬度等方面进行综合评估。结果表明,现有应用的几类表面防水蚀技术有着基本一致的变形趋势,防水蚀处理后表面硬度均在400HV以上。在缺陷的工艺控制、表面成型、界面结合及防水蚀性能方面,激光熔覆、激光淬火优于钎焊,但生产效率较低。激光熔覆工艺表现出较好的综合性能,是汽轮机末级叶片防水蚀技术的一个发展方向。     

深度调峰工况下600 MW汽轮机低压缸流场数值计算与分析

为了解某600MW发电机组汽轮机低压缸在深度调峰工况下流场情况,建立了汽轮机低压缸7级叶片模型,采用数值模拟的方法进行了6种工况的计算和分析,得到了6种不同进汽参数下低压缸整个流场和末级叶片温度场的分布情况,并分析了低压缸进汽流量、进汽温度对整个流场和末级叶片温度的影响。结果表明:低压缸在质量流量为140t/h时,排汽出口开始出现回流,且出口区域底部最早出现回流;小流量工况下,末级叶片的最高温度出现在静叶片叶顶出汽边附近,且进汽流量越小,回流越严重,叶片表面温度越高;降低低压缸进汽温度,可有效改善鼓风效应并降低末级叶片表面温度。     

665毫米末级叶片在小容积流量工况下的试验研究

一、前言现代汽轮机单机功率越大,末级叶片就越长。末级的功率占整台机组功率7～9％左右。因此,保证汽轮机低压末级长叶片在设计工况特别是在变工况下的安全经济运行,是发展大功率供热、调峰、空冷机组的关键技术问题在深度变工况下,末级喷嘴与动叶之间的轴向间隙顶部产生旋涡,动叶出口根部产生脱流和倒流,排汽部分过热,使末级效率显著降低,动应力水平增高,发生失速颤振和动叶根部出汽边水蚀,造成叶片断裂事故。为了保障末级叶片的工作可靠性,应从     

低压缸小容积流量工况的计算分析和改造措施

对某350 MW超临界机组汽轮机低压缸小容积流量工况的热力参数、流场、末级动叶强度和末级动叶动应力等进行了计算,分析了汽轮机低压缸在小容积流量工况级间热力参数和排汽参数的变化情况,得到了小容积流量工况下低压缸末级动叶的强度和动应力变化规律。对低压缸小容积流量工况的运行风险进行了分析,并提出了相应的改造措施。结果表明:随着低压缸进汽质量流量的不断减少,低压缸末级长叶片区域开始出现涡流和倒流现象,低压缸鼓风发热不断加剧,叶片温度升高,许用应力下降,动应力增大;可以采用增加温度测点和排汽区域喷水减温等手段来保证低压缸的运行安全。     

135MW机组低压末级叶片裂纹原因分析

某火力发电厂135MW机组2Crl2MoV钢低压末级叶片进汽边出现大量密集裂纹,通过成分、力学性能、金相检验以及断口形貌的分析,认为高频淬火硬化工艺致使低压末级叶片进汽边表面硬化区域完全淬透,淬火相变组织应力较高,塑性功低,是叶片产生裂纹的主要原因。     

汽轮机低压通流区鼓风态流场数值分析

为了研究低压缸进汽流量变化对某汽轮机低压通流区域流动鼓风特性的影响,建立了低压末级通流区域全5级流动分析数值计算模型,并应用SST湍流模型对三维RANS方程组进行了求解。数值计算结果表明:当低压缸进汽流量降低至8.9%THA进汽流量时,末级会出现较为明显的鼓风态流动现象。随着流量的减小,鼓风现象愈加明显。鼓风温度最高的区域位于末级静叶与动叶之间。研究成果可为低负荷工况下汽轮机设计及运行提供参考。     

采用不同抗水蚀工艺的叶片试件疲劳试验

125MW、300MW机组在运行时,低压末叶片处于湿度较大的工作环境,湿蒸汽水滴不断冲刷园周速度较高的末级动叶,日积月累,致使其叶顶的进汽侧产生严重水蚀,这将影响到机组的经济性和安全性。过去我厂采用镀硬铬的办法来提高长叶片易水蚀部位的耐磨性,以图延长被冲刷腐蚀的时间,     

大型汽轮机组末级动叶出汽边水蚀的研究与分析

大型机组的末级动叶除了进汽边有严重的水蚀外,出汽边也有不同程度的水蚀现象。这种现象在参加调峰的大型机组和热电联产的凝汽式机组的末级叶片上表现得更为突出。根据对电厂的调查情况,分析了大型机组末级动叶出汽边水蚀的原因,探讨了末级动叶出汽边水蚀与运行工况及级的几何参数的关系,最后提出了一些预防和减少大型机组末级动叶出汽边水蚀的措施。     

喷丸对汽轮机叶片残余内应力影响的研究

汽轮机末级叶片经局部高频淬火后其防水蚀抗力得到提高,然而由于过渡区的存在,导致叶片整体性能恶化。喷丸工艺可以改善过渡区的残余应力分布和提高汽轮机叶片的疲劳性能。研究了喷丸前后汽轮机末级叶片（909mm叶片和40in叶片）的残余内应力分布特点。研究表明,喷丸能优化汽轮机叶片表面的残余应力状态,引入有益的残余压应力,为提高其疲劳性能提供保障。     

大型核电汽轮机末级长叶片开发中若干问题讨论

结合大功率核电汽轮机末级叶片的开发经验,介绍了核电汽轮机长叶片开发的一般流程,包括转速、根径、叶高等关键参数确定的基本原则和需要考虑的因素.结合核电机组排汽湿度大、末级叶片高度长的特点,从工程设计的角度对结构、叶型、防水蚀、转子叶片耦合振动等一些关键问题进行了探讨分析.     

工况不确定性对汽轮机末两级气动性能的影响研究

汽轮机运行条件存在随机波动性,对汽轮机的稳定运行造成一定影响。以往的研究多将汽轮机的工作环境条件作为确定因素,未考虑其随机变化的影响。本文将汽轮机背压、径向气流角和进口流量作为服从一定概率分布的随机变量,采用多项式混沌方法结合计算流体力学（CFD）模拟仿真,研究了以上参数的随机波动对某汽轮机末两级叶片气动性能的影响。结果表明：计算进口边界条件的设置方法对汽轮机末两级总体性能的计算结果影响不大,当给定进口流量边界条件时,末两级效率的计算结果最高;在接近堵塞工况时,进出口条件的随机变化对通流流量的影响不大,但效率存在明显的波动,进口气流角对总体性能的影响相对较小;当背压和进口流量存在随机波动时,末级动叶中激波位置小范围波动,激波位置对径向气流角的波动不敏感。     

某除湿级动叶两相流数值模拟

核电汽轮机的大多数级工作在湿蒸汽区,湿蒸汽引起的侵蚀主要有长期低负荷运行引起的静叶出气边根部水蚀以及在动叶进气边顶部的水蚀。如何有效提高动叶除湿能力,降低进气边顶部侵蚀是汽轮机研究的重要课题。基于CFD软件平台,选择k-ε湍流模型和离散相模型研究5μm、20μm、50μm、100μm、150μm、200μm直径的水滴在某除湿级动叶流道中的运动情况,获得动叶内部流动特性以及对水滴的捕捉能力,为除湿级动叶研究和设计提供一些技术建议。     

Numerical Analysis of the Aeroelastic Behaviour for the Last Turbine Stage in 3D Transonic Flow

An understanding of the physics of the mutual interaction between gas flow and oscillating blades, and the development of predictive capabilities is essential for improving overall efficiency, durability and reliability. In this study presented the algorithm proposed involving the coupled solution of 3D unsteady flow through a turbine stage and dynamic problem for rotor blades motion by action of aerodynamic forces without separating outer and inner flow fluctuations. There has been performed the calculations for the last stage of the steam turbine under design and off-design regimes. It has investigated the mutual influence of both outer flow non-uniformity and blades oscillations. It has shown that amplitude-frequency spectrum of blade oscillations contains the high frequency harmonics, corresponding to rotor moving one stator blade pitch, and low frequency harmonics caused by blade oscillations and flow non-uniformity downstream from the blade row.     

运用现代CAE工具开发大容量汽轮机的关键部件——末级长叶片

末级长叶片是汽轮机机组的关键部件之一.汽轮机的效率和末级叶片的排汽面积(叶片高度)息息相关.近年来伴随着高参数汽轮机以及半转速大容量汽轮机在国内的推广应用,一系列长度为1 000 mm以上的全速长叶片以及1 600 mm至1 900mm等级的半速长叶片的开发都被提上了议事日程,其中1 710 mm叶片是一个已经实际开发成功的产品.以其为例对长叶片开发所涉及的方法,包括一些针对长叶片的新思路,进行阐述,重点对采用现代CAE工具开发长叶片的过程进行了论述.通过比较不同方法得到的计算结果以及试验结果,证明当前将商业CAE程序应用到长叶片的工程研发领域,可以同时满足精度和效率的要求.     

600MW超临界汽轮机末级叶片装配工艺研究

对我国首台600MW超临界汽轮机低压转子末级叶片装配过程进行详细论述。在装配过程中,保证叶片围带的间隙、凸台拉筋间隙要求,使叶片的辐射线位置正确。保证机组通流间隙和运行的可靠性。     

1200mm末级超长叶片全三维工程设计的数值研究

采用汽轮机全三维粘性流场计算程序,通过优化匹配静、动叶和合理选择流道内的各项气动参数,成功地完成了全速机组超长1200mm末级叶片的工程设计。对设计结果的数值验证表明,后加载的弯扭静叶片使得流道内的流动均匀加速,从而减小叶型与二次流损失,并为动叶提供优化设计方案。在动叶下半部分采用后部加载叶型,在上半部分采用专门设计的超音速叶型,可降低激波及激波与边界层相互作用损失。     

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。     

高速高载荷变转速汽轮机扭叶片优化设计及可靠性分析

为了完成高速高载荷系列工业汽轮机的低压级扭叶片的设计和应用,以常规驱动汽轮机叶片为原型,对其末三级扭叶片组进行了全三维气动性能分析;利用自适应差分进化算法对末三级叶片的型线和积叠规律进行了优化设计;然后根据常规强度计算结果,选择合适的材料并选择松拉筋配枞树型叶根的结构;最后采用有限元仿真软件对其进行了强度振动和动应力及疲劳分析。结果表明：优化后末三级叶片的气动效率提升约1.61%且强度满足要求;设计末两级动叶片时,优先考虑可靠性,其余级因其强度振动问题相对容易解决,优先考虑气动效率;末级叶片材料可能需要选择钛合金,而枞树型叶根是更可靠的叶根形式;选择抗弯模量大、厚度小的叶型搭配松拉筋有利于增加叶片刚度、减小叶片重量,从而为不调频叶片的设计提供参考。