试验汽轮机内湿蒸汽测量研究

汽轮机内部的湿蒸汽会对机组的运行效率、动叶片水蚀及机组运行寿命产生重要影响。介绍了国内外对于汽轮机湿蒸汽研究的概况,使用基于多波长消光法与光阻法测量原理结合的湿蒸汽测量集成探针系统,对某汽轮机末级湿蒸汽1次、2次水滴进行了实测研究,介绍了1次水滴与2次水滴的测量方法及数据处理过程,给出了包括1次水滴湿度与2次水滴数目及粒度分布的计算结果。结果表明,沿着叶高1次水滴湿度与2次水滴粒度渐增,而经过运用除湿措施的末级后2次水滴平均粒径减小、粒度分布变窄。     

单帧图像二次水滴粒径、速度和流动角度测量方法研究

为了研究汽轮机内湿蒸汽两相流中二次水滴的特性,本文研究了用图像法测量二次水滴的可行性,在水滴喷雾实验台上进行实验,对单帧图像进行处理,得到了运动水滴粒径、速度和流动方向角.实验分析结果表明,该方法可以测量汽轮机内二次水滴这些参数.     

汽轮机湿蒸汽特殊形态二次水滴探讨

为了开展汽轮机内湿蒸汽二次水滴流动机理实验研究,研制了基于单帧单曝光图像法(SFSEI)的汽轮机湿蒸汽测量探针系统对太仓港协鑫发电有限公司330MW机组低压汽轮机末级进行了湿蒸汽二次水滴测量,获得了几种特殊形态二次水滴图像,并对其特征与形成原因进行初步探讨,为此类问题的后续实验研究提供参考。     

汽轮机内湿蒸汽两相流流场的实验研究

凝汽工汽轮机末几级往往工作于湿蒸汽区，工作条件恶劣。作者研究了能同时测量汽液两相流动状况的集成化探针，并成功地在电厂进行了实测。实验结果表明：汽轮机中湿蒸汽的流动特性沿叶高是不均匀的，湿蒸汽中二次水滴的流动速度和方向与主汽流都有很大差别。讨论了湿蒸汽流场的测量方法并对部分实验结果进行了分析。     

低压汽轮机内湿蒸汽两相流测量

报道了作者近年来在低压汽轮机内湿蒸汽两相流测量技术方面的进展。由于湿蒸汽两相流中的 1次水滴、2次水滴和流场密切相关 ,作者研制了能同时测量 1次水滴、2次水滴和流场所有参数的集成化探针 ,并在 35 0MW和 2 0 0MW汽轮机上作了实测 ,得到了 1次水滴的尺寸和浓度 ,2次水滴的尺寸、速度和流动方向 ,以及流场的各参数     

二次水滴可视化探针的设计

在汽轮机静叶尾迹区形成的二次水滴对动叶的连续撞击是造成动叶水蚀破坏的直接原因,本文设计了基于CCD和硬管内窥镜系统的二次水滴可视化探针,并进行了一些静态标定实验。标定实验结果说明所设计的可视化探针有足够的分辨率,测量结果正确,符合测量误差要求,可以用于汽轮机内二次水滴的测量。     

叶片表面超亲水和超疏水特性对二次水滴形成影响的研究

为了探索减轻汽轮机低压叶片水蚀破坏的新措施,从二次水滴的形成机理出发,提出叶片表面进行超亲水和超疏水处理,搭建了水滴形成试验台,模拟汽轮机内叶片表面水膜在超亲水和超疏水表面破碎形成水滴的过程,采用单帧单曝光图像法测量了水滴粒径和速度,得到了试样模拟叶片表面亲疏水性能对二次水滴粒径和速度的影响规律.结果表明:与普通试样模拟叶片和超疏水处理的试样模拟叶片相比,超亲水处理试样模拟叶片所形成水滴的尺寸较小,较小水滴易被主汽流携带加速,可以减轻水蚀破坏;通过对静叶片表面进行超亲水处理有可能减轻叶片水蚀.     

汽轮机湿汽损失的分析与研究

对某台抽汽凝汽式机组末级叶片的水蚀特征进行了分析,提出了利用原有准则计算湿汽损失是有缺陷的．指出湿汽损失应该由2个部分组成：一是来源于一次水滴损失,二是来源于二次水滴损失,并且当蒸汽湿度大于一定值时,二次水滴损失应该大于一次水滴损失．同时,阐述了有核凝结形成的一次水滴也会对叶片产生水蚀作用．通过使用汽轮机外缘内表面去湿隔板可以减小湿汽损失,提高机组效率,延长叶片使用寿命．     

光学探针测量汽轮机排汽的实验研究

本文介绍了作者研制的湿蒸汽光学探针及其在12MW汽轮机上测量的初步实验结果.表明光学探针的研制是成功的.为测量汽轮机内效率、排汽湿度和水滴尺寸,为研究湿蒸汽两相流和叶片水蚀,提供了一种新的测量手段.图6表1参13     

光谱消光法测量高压湿蒸汽的研究

在前人工作的基础上发展了光谱消光法在线测量技术,并将其应用于高压湿蒸汽两相流湿度和水滴尺寸分布的测量.在数据处理上,提出了改进的 optimized regularization 反演算法,该算法比以往的 Phillip-Twomey-NNLS 算法有更大的抗噪性、准确性和稳定性.还进行了标准颗粒测量实验和高压湿蒸汽在线测量实验.结果表明:通过增大测量区与接收光纤间距和减小接收光纤面积,可大大降低颗粒前向散射光(包括低浓度时的不相关单散射光和高浓度时的复散射光)对消光光谱的影响,从而保证了在高浓度情况下湿蒸汽测量的准确性.湿蒸汽实验结果表明:在高压状态下湿蒸汽中的水滴尺寸比低压汽轮机内湿蒸汽中的水滴小,并且分布也较窄,这也是核电高压汽轮机水蚀较少的原因之一.     

用单片机实现水蒸气性质图表的电子化

采用单片机研制了电子化的水蒸气性质查询器,它具有使用方便,精度高等特点,可以完全替代目前使用的水蒸气性质图表。文中对其特性、功能,及硬、软件设计等作了阐述。     

单轴9FA机组配套的158型汽轮机的开发应用

介绍了单轴9FA机组GE公司配套的D10型汽轮机的特点,采用国内技术对其进行优化改进,开发出了新型158汽轮机,实际应用达到了预期效果,实现了国产化。     

带高压一级旁路的1000MW汽轮机不设高排逆止门的布置改进

论述了采用高压缸启动方式的带高压一级旁路的1000MW超超临界汽轮机不设高排逆止门的依据及其防止汽轮机甩负荷超速、高缸超温与进水的方法:一是在高压导汽管上加装通风阀,二是在冷再管上加装通往凝汽器的排汽管,三是在冷再管的低位加装能显示水位、自动报警及自动疏水的疏水罐。这种设计布置是带有高排逆止门原设计的改进。根据改进结果,可以得出具有防止汽机甩负荷超速、防止空转时汽机高压部件过热、防止汽机进水的完善功能,达到系统简单、安全适用、减少投资目的的结论。     

单缸湿汽轮机除湿级的热力计算方法研究

针对单缸湿汽轮机除湿级的热力计算问题,级除湿过程近似于等熵过程,在级热力计算的基础上提出了一种除湿级的热力参数计算方法,以某型单缸湿汽轮机为例进行了计算。结果表明,除湿后蒸汽的焓值和干度明显增高,蒸汽的做功能力也增大。     

汽轮机湿蒸汽区蒸汽焓值的计算模型研究

为了较准确地确定汽轮机湿蒸汽区的抽汽焓值和排汽焓值,定义了级的指示性相对内效率,在能量平衡法和曲线外推法的基础上,提出了一种新的湿蒸汽区蒸汽焓值的计算模型,并对汽轮机的各种工况进行了计算.结果表明:该模型对能量平衡法的迭代初值要求较低,对机组各种工况均有较好的适用性,湿蒸汽区回热抽汽焓值和低压缸排汽焓值的计算精度较现有的计算模型均有所提高.     

我国首台IGCC的100MW等级单缸三压汽轮机

阐述了我国首台IGCC联合循环汽轮机的研究、开发过程,通过对其结构特点的详细描述,说明了该机组的设计优势。该机组的顺利投运,表明其设计是成功的,并为今后的联合循环汽轮机设计提供了一种新思路。     

单支撑1000MW汽轮机支承动力特性对轴系振动的影响

针对单支撑1 000 MW汽轮机轴系中低压转子轴承3、轴承4和轴承5振动超标的问题,采用有限元法建立轴系动力学有限元模型,在连接两低压转子联轴器位置施加不平衡激励,分析轴系各轴承处振动对联轴器处不平衡量的敏感性.通过调整支撑两低压转子轴承4入口油温的方式来改变其支承动力特性,并研究了其动力特性对轴系稳态响应的影响.结果表明:支承4的动力特性对支撑低压转子2的轴承5处振动影响最大,轴承4次之,而对支撑高压转子的轴承1和轴承2处振动影响相对较小;在工程实际过程中,可适当提高轴承4的入口油温来减小轴系振动.     

汽轮机组配汽方式的推荐

汽轮机组运行的经济性和安全性与其配汽方式密切相关,选择合适的配汽方式对机组运行极为重要。根据某热电厂6号机的热力参数汇总表,提出了计算喷嘴组流量与其进出口压力比的关系的方法,给出了新的配汽方式,并对两次配汽方式下的机组进行相关热力计算。计算结果表明,推荐的配汽方式下的机组经济性较好。     

汽轮机配汽设计的优化

根据现有汽轮机运行中出现的实际问题,对调节级不平衡汽流力和轴承静、动特性进行了理论计算,发现了汽轮机配汽方式对瓦温、瓦振、轴心位置等的影响机理,阐明了汽轮机配汽方式对轴系安全性的影响,并提出了汽轮机配汽的综合优化设计方法.结合现场运行实践,进一步全面系统地分析了配汽优化对机组安全性和经济性等各方面的影响.