单列二维叶栅捕捉水滴能力的数值研究

对分离级除湿叶栅捕捉水滴能力进行了数值研究,采用单颗粒动力学(SPD)模型,研究了叶栅几何因素和气流速度对叶栅捕捉水滴能力的影响,得出分离级除湿叶栅设计应遵循的一些原则。     

MPS-89N磨煤机旋转喷嘴改造节能性能分析

应用叶栅原理分析了MPS磨煤机旋转喷嘴的节能依据,根据实际运行数据,分析了磨煤机旋转喷嘴改造后的节能效果,对磨煤机旋转喷嘴的改造,不仅能改善磨煤机内部煤粉气流的均匀性,而且也有较为可观的节能效益。因此,利用此方法对MPS-89N型磨煤机旋转喷嘴的改造是成功的。     

变电站绝缘子干冰清洗方形喷嘴流场模拟研究

喷嘴是干冰清洗系统中的关键部件之一,喷嘴结构及气流超音速自由喷流流场对清洗效果有很大的影响.通过Fluent软件,针对不同尺寸的喷嘴结构建立模型及进行仿真处理,模拟研究得到了方形喷嘴内部气体和唢出喷嘴气体的压力场及速度场.研究结果表明：气体射流在喷嘴出口处的压力远大于大气压,气体在喷嘴出口处产生了欠膨胀超音速气流,同时气体射流在周围环境中发生了激波现象.增加喷嘴尺寸,气体射流在环境中的速度衰减变缓,激波传输距离有所增加,从而使气体射流的稳定性降低.因此,在需要提高清洗效果、增加清洗面积时,可适当选用大尺寸的喷嘴.     

600 MW汽轮机调节级喷嘴气动性能试验研究

通过７套叶栅对６００ＭＷ汽轮机调节级喷嘴进行吹风试验研究。结果表明,子午面顶部收缩对降低喷嘴叶栅内的二次流损失不明显,且收缩比过大反而会使损失增加;而合适的叶片径向弯曲能明显地降低喷嘴叶栅的损失。     

两喷嘴撞击气化火焰结构特性研究

撞击火焰是多喷嘴对置式气流床气化炉的主要特征。文中利用高速摄像仪和计算机图像处理技术，对两喷嘴撞击气化火焰的结构特性进行了研究，通过计算图像灰度相关系数定量描述了两喷嘴撞击气化火焰的结构特征。研究结果表明：在撞击前单股火焰仍能较好地保持其几何结构，但在撞击区内单股火焰的几何结构迅速消失。随着撞击速度的增大，火焰整体分布更为均匀，互相关系数标准差降低；单股火焰的湍流拟序结构分区变得不明显，互相关系数小幅波动的区域增多；撞击区内火焰分布不均匀，互相关系数降低。     

660／1000MW超超临界喷嘴叶栅耐磨涂层研究

在超超临界机组中为减少喷嘴叶栅受固体颗粒冲蚀,日立公司在设计中提出了对660MW喷嘴叶栅在出气侧处喷涂NiCr-Cr3C2涂层,东汽表工所采用HVAF超音速火焰喷涂工艺,对660MW喷嘴叶栅从单叶片喷涂、组焊叶片喷涂,及涂层组织与性能分析等方面进行了大量的试验与研究。     

涡轮叶栅流场的PIV测量实例

详细介绍了PIV的工作原理、数据处理流程和使用要点。针对涡轮内部复杂的流动特性,应用具有较高空间分辨率的非接触式瞬态速度的PIV测量技术,获得了较清晰完整的沿叶高平面和叶栅出口速度场的瞬时速度场信息,并据此分析了涡轮静叶出口二次流的流动特性。叶栅实验中将模拟动叶的圆柱列每次沿周向方向移动1/4节距,测量沿叶高平面的速度场。研究发现,前排圆柱尾迹进入叶栅流道不同,对叶栅内部流场气动效率影响巨大;同时由压力面向吸力面运动的二次涡(低能流体,耗能过程)逐渐向后传递、扩张,并在吸力面卷起、堆积,使吸力面附面层骤然增厚,并引起沿叶高总压损失系数和沿叶高出口气流角的剧烈变化。     

300MW机组叶片损伤原因分析及防范措施

包头第三热电厂在1号机组的B级检修中,发现汽轮机中压第一级叶轮叶栅进汽侧和隔板叶栅均有损伤。通过原因分析及吊缸查找,发现损伤是由内缸结合面法兰悬挂特制下螺母的止动块脱落并在气流作用下与高速旋转的叶片撞击所致,通过对安装好的止动销及止动块与缸体进行点焊处理,解决了止动销、止动块的偏离、脱落问题,并提出了防范此类损伤发生的安装建议。     

燃气轮机透平叶栅流道内液体射流特性

为研究液体在透平叶栅流道内雾化特性,在直流道和折转角分别为30°、60°的叶栅流道内进行了液体横向射流雾化试验,试验来流速度为56~91m/s,喷嘴压差为50~400kPa,采用喷油杆结构布置在叶片前缘喷射燃料,用Fraunhofer衍射技术测量液滴雾化细度,用CCD相机记录流道内液滴射流轨迹。研究发现:透平叶栅流道内液滴轨迹同时受液气动量比、叶片折转角度的影响,在叶片前缘向吸力面侧喷和逆喷时的雾化效果优于直流道内横向侧喷。喷嘴压差大于400 kPa时,向叶片吸力面侧喷的液滴索泰尔平均直径小于30μm,雾化粒径可满足燃气轮机燃烧室的要求。     

高参数汽轮机喷嘴材料抗固体颗粒冲蚀机制研究

在设计、搭建的高温高速加速冲蚀试验台上对高参数汽轮机常用的6种喷嘴材料进行了高温抗固体颗粒冲蚀试验研究,并对试验后的材料表面进行了微观分析。研究结果表明:6种喷嘴母材均表现出典型的塑性材料冲蚀特性,最大冲蚀率对应的角度在(24±4)°范围内,速度指数在2.7~3范围,均高于Finnie冲蚀模型中的对应数值。在氧化皮颗粒小角度冲蚀下,喷嘴的冲蚀破坏主要是由颗粒的微切削所致。而在大角度冲蚀下,喷嘴材料表面主要受到粒子的正应力作用而产生严重的凿削和塑性变形。通过对试验结果进行系统分析,文中在Finnie微切削冲蚀模型的基础上建立了适用于工程实际的高参数汽轮机喷嘴材料抗固体颗粒冲蚀预测模型。该研究结果深化了高参数汽轮机喷嘴高温颗粒冲蚀机制,为综合防治叶栅冲蚀破坏和预测喷嘴高效做功寿命提供了参考。     

超临界机组汽轮机固体颗粒侵蚀的综合研究

章在调查国内外超临界和非超临界汽轮机固体颗粒侵蚀(Solid Particle Erosion，SPE)损伤及其对机组安全经济性影响的基础上，介绍了固体颗粒的生成和特性以及采用数值计算方法研究固体颗粒在超临界汽轮机调节级和再热级内的运动特性的主要结果，并分析了汽轮机通流部分喷嘴和动叶片的侵蚀机理和侵蚀特性；章还介绍了为预防汽轮机喷嘴和动叶片免受固体颗粒侵蚀所采用的表面硬化处理技术，包括等离子喷涂层和扩散渗层在内；最后，给出了防范超临界火电机组固体粒子侵蚀的综合有效的措施，这些措施对预防非超临界机组的固体粒子侵蚀同样也是有效的。     

固体颗粒特性与风机磨损分析

针对火电厂燃煤机组引风机磨损的严重问题及其所引起的损失，分析了烟气流中灰尘浓度、粒度及颗粒形状、粒度分布、速度、颗粒的化学成分及粘附性等特性对风机磨损的影响，给出了风机磨损率及风机叶轮叶片寿命的估算公式；提出了风机抗磨损的措施及建议。     

粒径对弯管气固两相流动影响的数值分析

气固两相流体流经弯管时，在弯管内两侧形成压差，已有的文献表明，该压差大小与气固两相流的混合浓度ρm，气相流速v^→g，固相流速v^→p，弯管的曲率半径R，弯管直流（或水力直径）D等因素有关，一定条件下的固相颗粒对气相具有使其湍流强度抑制和加强两种作用，在分别对其进行数值模拟研究时发现：压差除受上述诸因素影响外，无论是在气相湍流抑制区还是湍中强区，颗粒粒径对压差也具有较大的影响，尤其是颗粒粒径越小这种影响越显著，从理论上分析并解释了形成这种现象的原因，提出了固相浓度为参变数的弯管内外两侧压差随颗粒粒径的为化的关联式。     

水平渐扩管后气固两相流流动特性的试验研究

为研究气固两相流流经水平渐扩管后的流动特性,采用PIV技术对不同粒径固体颗粒、不同气体流量以及不同颗粒入口位置的气固两相流流动工况进行测试。试验发现,在管道截面扩大后,固相的存在明显加快了气相的速度,并且只有一定直径的固相才能使气体获得相对较高的速度;对于同一流量,固相颗粒的入口位置不同,也会对颗粒在管道中的流动速度产生很大的影响。     

Erosion wear of the blades of wet-steam turbine stages: Present state of the problem and methods for solving it

The results obtained from studies of metal erosion processes are analyzed and generalized, which made it possible to establish the main regularities relating to surface destruction of blade materials under the effect of droplet impingement and determine how the size of liquid droplets and velocity at which they collide with the surface affects the rate of erosion wear for almost all blade materials. Development of efficient technologies for strengthening the surface layer and applying universal durable coatings is the most promising line of activities aimed at making blade materials more resistant to erosion wear.     

六回路循环流化床颗粒浓度及循环流率实验研究

在六回路循环流化床冷态实验台上,采用差压法和积料法分别测定床内的颗粒浓度分布和物料循环流率,实验研究运行参数对颗粒浓度分布和循环流率的影响规律。结果表明,六回路CFB颗粒浓度分布与单回路CFB相似,沿炉膛高度呈下浓上稀的分布,炉膛出口区的颗粒浓度和速度决定了物料循环流率。当空截面气速增加时,炉膛出口区的颗粒浓度和速度均增大,六回路的循环流率大幅度增加。当二次风率小于30%时,对颗粒浓度和循环流率影响不大。颗粒浓度和循环流率随静止床高增加而增加。颗粒粒径增大时,密相区颗粒浓度增加,稀相区颗粒浓度减小,循环流率减小。基于炉膛出口区颗粒浓度和颗粒速度计算的循环流率理论值与实验数据比较吻合。     

喷淋脱硫塔内除雾器运行特性

除雾器的除雾效果对脱硫系统的稳定运行、烟道腐蚀及烟气排放有重要影响,研究不同空塔流速及组合条件下除雾器的除雾性能很有必要。为此,建立了接近实际工程的喷淋脱硫塔实验台,研究了空塔流速、喷淋层与除雾器距离、不同雾化喷嘴等对除雾器出口液滴含量、粒径分布的影响,以及管式除雾器性能。研究结果表明：空塔流速对一级除雾器出口液滴含量的影响较大,对二级除雾器出口液滴含量有一定影响;除雾器出口液滴粒径随空塔流速提高而减小;喷嘴雾化粒径变小后,一级除雾器出口液滴含量明显增加;喷淋层与除雾器间距对一级除雾器出口液滴含量有较大影响;管式除雾器对除雾器出口液滴含量影响不大。     

汽轮机喷嘴固粒冲蚀模化试验系统及测试方法

基于相似模化理论，并结合数值模拟结果自行设计研制出超超临界、超临界、亚临界3种汽轮机调节级喷嘴蒸汽参数范围的高温高速气固两相流模化试验系统，为研究叶片材料抗固粒冲蚀特性和粒子运动行为规律提供必需的试验条件。为人工生成上述条件下的气固两相流，还研制出一种可调性宽、稳定性良好的固体颗粒加料系统，并对影响加料量脉动因素及其抑制方法进行了专题研究；利用PIV技术并经过多次尝试获得温度在650℃以下、粒子尺寸为2~ 150mm范围、颗粒群速度为150~500m/s的速度矢量场及其运动行为特征；借助快速响应的电子秤并结合取样、调节和控制等多路辅助子系统解决了颗粒加料量的静态和瞬态测量难题；为说明本模化试验系统的主要功能和关键参数的测试方法，文中还给出2个试验研究实例及其典型结果。     

气固两相流横掠圆管传热的研究

本文根据气固两相流横掠圆管的传热机理，建立了能综合考虑颗粒运动轨迹、颗粒与壁面的碰撞频率、碰撞角度、颗粒在壁面停留时间、颗粒与壁面接触面积、固体颗粒浓度、颗粒粒度、圆管位置、烟气流速和温度等因素对气固两相流传热影响的两维数学模型。模型通过对流场和颗粒场的计算可较好地模拟气固两相流传热过程的复杂性和随机性，模型计算结果与实验相吻合。本模型可为工程应用提供较可靠的计算方法。