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。     

汽轮机汽封力对转子-轴承系统稳定性影响分析

汽流激振是汽轮发电机组轴系在运行中发生自激振动失稳的重要因素,文中结合汽封设计缺陷或装配不当引发的汽封流体力对转子-轴承系统稳定性的影响进行研究。用等效刚度和阻尼对流体力进行描述,进而分析在汽封流体力作用下致使汽轮机轴系失稳的机理,归纳各位置汽封对汽轮机组轴系稳定性的影响规律,为机组的安全稳定运行提供技术支持。     

超超临界汽轮机转子密封激振特性研究

考虑非线性密封激振力、可倾瓦轴承的弹性支承力、转子阻尼力、转子不平衡力与重力,建立超超临界600MW汽轮机高中压转子-密封系统的非线性动力学模型。该非线性转子-密封系统动力学方程组具有超大规模的维数,采用Newmark数值积分方法对其进行求解,模拟出运行在正常工况下与最大工况下转子不平衡响应与汽流激振的特性;对转子不平衡量和密封流体的周向平均流速对汽流激振现象的影响规律进行分析。结果表明:在一定的范围内,不平衡量大小对发生汽流激振的失稳转速影响很小;密封内流体周向平均速比是影响汽流激振的失稳转速的主要因素,适当减小密封内流体周向平均速比可提高汽流激振的失稳转速;超超临界机组运行在最大工况下高中压转子发生汽流激振的失稳转速明显低于正常工况下的失稳转速。     

汽流激振力下转子裂纹-碰摩振动故障研究

针对汽轮机机组在运行过程中出现的振动故障问题,在考虑汽流激振力情况下建立了转子系统故障分析模型.通过数值分析方法,对转子故障模型进行了研究分析.结果 表明:在综合考虑汽流激振力作用下多种非线性因素作用时,碰摩转子系统在临界转速的混沌区域明显减小,并出现有幅值较大的1/4、3/4倍频.当裂纹深度增加时,故障转子系统的混沌区域逐渐减小;在超临界转速区域系统响应呈现出较长的周期3运动,频谱图上主要体现为3/4、2倍频.研究结果为进一步的故障问题分析诊断提供一定的理论依据.     

一起汽轮机轴瓦振动大跳机原因分析及处理

某公司发电厂3号机组投运后,在大负荷试运时因1X、2X振动大机组跳闸,主要原因为围带汽封、隔板汽封、轴端汽封间隙比较小或不均匀,当机组负荷增加、主蒸汽流量增大时会产生汽流激振,主蒸汽调门分别在单阀、顺序阀方式下机组带365MW负荷运行、主蒸汽流量达到最大值,进行摩合试验,消除了机组1瓦、2瓦振动大的隐患。对其他两台机组也进行了最大主蒸汽流量下的摩合试验。有效防止新建机组或经过汽封间隙调整后的机组,在初次试运时,发生机组振动大跳机事件。     

可倾/固定密封内流体激振力计算与试验比较

提出可倾式密封减小密封内气流激振力的理论,其本质在于通过密封块的自适应摆动从而改变流场.利用ANSYS CFX建立可倾密封流固耦合分析模型,计算时应用动网格的方法来实现密封块的自适应摆动.计算并比较了两种形式密封内气流激振力随入口压力、转子偏心以及转速的变化情况.结果表明,随着三个参数的增大,密封内气流激振力均普遍增大.在所有工况下,可倾密封气流激振力均小于固定密封气流激振力,两种密封气流激振力的差值随三个参数的增大而增大.设计密封汽流激振力的试验装置,应用传递函数法识别了密封气流激振力,通过共振的方法提高了识别精度.试验证实了计算得到的现象.对于现代超临界、超超临界机组,两种密封内气流激振力的差别预计会更大.     

压缩机梳齿密封内部流场及激振力研究

以某大型压缩机转子振动试验台的平衡盘梳齿密封为研究对象,采用CFD方法,分析了转轴在不同相对偏心距下,定转速变压差和定压差变转速时的三维梳齿密封内部流场,总结了流场内部压力、速度和温度的变化规律。确定了由转轴偏心引起的密封激振力,转速升高、相对偏心距及压差增大均会导致激振力增大。     

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。     

叶轮偏心间隙气流激振力的数值模拟

叶轮偏心引起的叶顶间隙气流激振影响透平轮机械的安全运行,运用CFD理论研究了气流激振问题,通过Fluent软件对轴流引风机的一级带偏心叶轮的内部流场的数值模拟,计算出了该级叶轮由于叶轮偏心引起的叶顶间隙静态气流激振力,该数值模拟计算结果与理论计算结果取得了较好的一致.通过改变叶轮的叶顶间隙、偏心距以及转速,可以发现由叶轮偏心引起的叶顶间隙静态气流激振力F与叶顶间隙δ成反比,与叶轮偏心距e、转速n成正比.     

一种用于汽封圈内径测量工具的设计

在汽轮机产品中,最重要的部件是静子部件与转子部件,两者之间的动静间隙是影响汽轮机机组效率最关键的一个因素。在静子部件中,安装在隔板或者持环中的汽封圈是控制最直接影响汽流的零部件,控制其加工尺寸至关重要。文中所设计的工具即为检验汽封圈内径的直径尺寸而设计,通过与激光跟踪仪进行配合,高效精确地测量汽封圈的尺寸,进而实现精准控制汽轮机动静间隙的目的。     

汽轮机转子-机匣系统碰摩的分叉现象分析

提高汽轮机热效率的有效途径是采用超超临界压力.压力的提高使得作用在转子-机匣上的激振力将显著增大,有必要对气流激振力作用下的转子-机匣系统的非线性动力学特性进行研究.本文采用双控体模型,以汽轮机转子-机匣系统为研究对象,将转子和机匣作为统一的弹性体,采用四阶Ruge-Kutta法进行数值仿真,来研究在密封气流激振力以及机匣体振动的双重作用下的转子与机匣的碰摩运动,揭示了转子与机匣碰摩的分叉动力学特性.给出了气流激振力作用前后的碰磨转子系统响应的分叉图、轨迹图、相轨迹图和Poincare映射图.着重讨论了输入气压和转子转速等决定气流激振力大小的因素对碰磨转子分叉特性的影响.对提高超超临界汽轮机的可靠性提供了有意义的参考.     

汽轮机间歇性突发振动原因分析及处理

某电厂2号汽轮机在运行中,2号瓦轴振多次发生在短时间内振动突增至高点后缓慢回落,严重影响机组的正常运行。通过对该间歇性突发振动进行原因分析,发现主要原因为2号轴瓦稳定性较差、汽轮机转子在油档、轴封及隔板汽封等多处发生动静碰摩。采取了对汽轮机转子返厂打磨、修刮,调整轴瓦参数,清除油档油垢,调整汽封及油档间隙等措施,消除了异常振动,为同类型振动故障处理提供参考意见。     

迷宫密封对转子系统稳定性影响研究

透平机械中汽流激振力主要产生于各种形式的密封处,其对转子系统的稳定性有不良影响。因迷宫密封的存在而引起汽流激振,其各有关结构和工况参数对转子动力特性均存在影响。本文主要分析转子转速、入口预旋比、密封间隙、压差、齿数变化等一系列因素对转子系统稳定性的影响,为迷宫密封汽流激振的防治和迷宫密封设计中各参数的最优确定提供参考依据。     

迷宫密封动力特性影响因素分析

迷宫密封的存在会引起汽流激振,密封的结构和工况参数对转子动力特性均存在影响。本文综合分析转子转速、入口预旋比、密封间隙、压差等因素对转子动力特性系数的影响,为迷宫密封汽流激振的防治和设计中各参数的最优确定提供参考依据。     

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。     

超超临界汽轮机转子系统稳定性分析及试验研究

从有限元法出发,把转子和不转动的轴承-基础系统作为一个耦合的整体处理,开发了能够计入汽流激振的计算程序。通过带有迷宫式密封的超超临界汽轮机转子系统模拟试验台测试的临界转速与有限元分析结果的比较,验证了算法所用数学模型的正确性。然后,利用该程序对模拟试验台进行了转子系统稳定性分析,分析结果表明汽流激振对转子系统稳定性有较大影响。     

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。     

反旋流抑制密封间隙内流体激振研究

大型水泵机组、水轮发电机组中由于转子偏心导致的流体激振会增大转子的振动,影响转子的安全运行。该文根据密封模型搭建了实验台,研究了喷水、喷气等反旋流方法对密封间隙内的流体激振的影响,对比了在不同情况下转轴振动幅值变化,结果表明具有合适喷射位置和喷射流量的反旋流对密封间隙内的流体激振起抑制作用,并初步得到抑制密封间隙内流体激振最佳喷射位置和喷射流量。通过数值模拟计算了在不同的喷射位置、不同喷射速度的反旋流对密封间隙内流场的影响,在一定程度上解释了实验结论,二者所得的规律统一,为反旋流技术抑制流体激振在工程上应用提供有效的依据。     

单盘转子碰摩条件分析

通过对单盘转子系统碰摩运动规律的理论分析和计算仿真,得出了转子初次碰摩转速的解析表达式;并对阻尼、偏心距和间隙对转子碰摩转速的影响进行了讨论分析.当转子的偏心距与间隙的比值大于1时,碰摩转速随偏心距的增大或间隙的减小而降低;随阻尼的增大而提高.当转子的偏心距与间隙的比值小于1时,碰摩转速随其比值变化规律是先增大,当达到最大值后又减小,且随阻尼的增大而减小.