基于多工况性能预测的双吸泵优化设计方法

大型汽轮机组供油系统中的主油泵和升压泵都采用双吸离心泵。因供油系统对这类双吸泵的性能曲线有严格要求,若采用传统的以模型试验为主的研发过程,不仅成本高和周期长,而且对泵流体动力性能的优化并无把握。本文介绍采用以全流道三维粘性流场数值模拟为基础进行性能预测的优化设计方法,通过数值模拟取代传统模型试验来实现双吸离心泵的优化设计技术。通过对引进的600MW汽轮机组配套的主油泵进行三维流场数值模拟及性能预测与试验结果进行分析对比,验证了基于多工况流场数值模拟的性能预测技术的可靠性。结合国内大型汽轮机组配套的主油泵优化设计和自主创新开发的需要,以某300MW汽轮机组配套的主油泵改造为具体对象进行优化设计,使其性能得到了很大的提高,进一步证明文中提出方法的可行性和可靠性。     

基于"流体-结构"耦合的主油泵转子动态响应分析

在主油泵的结构设计中,必须从安全的角度考虑转子的静力学和动力学特性限制,并且会采用简化的计算模型来分析这些特性。然而主油泵转子有一些复杂边界条件难以包括在简化模型中,作用在叶轮表面上的油压分布就是其中之一。这不仅会改变运行中转子的固有频率,而且影响转子的应力和变形。为了更精确地分析这些影响,本文采用“流体-结构”耦合法对1000MW汽轮机组润滑油系统主油泵的流场和结构力学性能进行数值模拟,对分别工作在空气和油中的叶轮进行转子静力学和动态响应特性分析。结果表明,在空气和油中该转子的振型类似,在油中随着阻尼增加其固有频率相应的减小,与实际情况一致。本文的研究结果证明所提出的方法是有效的,对类似几何特征的其它泵转子的动态特性分析具有借鉴作用。     

基于“流体-结构”耦合的主油泵转子动态响应分析

在主油泵的结构设计中,必须从安全的角度考虑转子的静力学和动力学特性限制,并且会采用简化的计算模型来分析这些特性。然而主油泵转子有一些复杂边界条件难以包括在简化模型中,作用在叶轮表面上的油压分布就是其中之一。这不仅会改变运行中转子的固有频率,而且影响转子的应力和变形。为了更精确地分析这些影响,本文采用“流体-结构”耦合法对1000MW汽轮机组润滑油系统主油泵的流场和结构力学性能进行数值模拟,对分别工作在空气和油中的叶轮进行转子静力学和动态响应特性分析。结果表明,在空气和油中该转子的振型类似,在油中随着阻尼增加其固有频率相应的减小,与实际情况一致。本文的研究结果证明所提出的方法是有效的,对类似几何特征的其它泵转子的动态特性分析具有借鉴作用。     

基于数值模拟和性能预测方法的主油泵改型优化

在对一600MW汽轮发电机组配套的油系统的主油泵流道研究分析的基础上,采用加大流量设计法进行该泵的改型设计;并利用基于多工况流场数值模拟和性能预测的优化设计方法来优化流道,使设计出的主油泵能满足660MW大型汽轮发电机组的油系统要求.通过数值试验取代传统模型试验,实现了主油泵改型及优化设计目标.工程应用表明文中提出的主油泵优化设计方法不仅可以有效解决设计工况的参数匹配,达到水力性能的要求,实际运行证明该设计方法是可行和可靠的,为该泵的国产化和自主创新奠定了基础.而且可以进一步推广用于类似的叶片泵的改型及优化设计.     

基于性能预测的主油泵优化设计

主油泵是汽轮机组的供油系统中重要设备之一。对这类主油泵研制若采用传统以模型试验为主的研究开发过程,不仅成本高和周期长,而且对其流体动力性能的优化并不十分有效。本文介绍采用以全流道三维粘性流场数值模拟为基础进行性能预测的优化设计方法,通过数值试验取代传统模型试验来实现主油泵的优化设计技术。通过对引进的600MW汽轮机组配套的主油泵进行全流道三维流场数值模拟及性能预测,并与试验结果进行对比分析,验证了基于多工况流场数值模拟的性能预测技术的可靠性。结合国内大型汽轮机组配套的主油泵优化和自主创新工程需要,以某300MW汽轮机组配套的主油泵改造为具体对象进行优化设计,使其性能得到了很大的提高,进一步证明文中提出方法的可行性和可靠性。     

基于多工况性能预测的主油泵改型及优化设计

为满足某电厂660 MW汽轮发电机组油系统的要求,采用加大流量设计法对其配套的主油泵流道进行改型,并利用基于多工况流场数值模拟和性能预测的方法对流道优化.该主油泵优化设计方法不仅可以有效解决设计工况的参数匹配,而且可以实现在较宽的运行工况范围内的性能协同优化和解决变工况范围内的稳定性问题.     

供热汽轮机组双温区凝汽器设计

介绍了350 MW高背压供热汽轮机组凝汽器,东方汽轮机有限公司能同时满足纯凝工况和高背压供热工况的运行要求,总体方案成熟,安全可靠,经济性良好.     

超临界再热型双抽背压式汽轮机运行策略

持续推广背压式汽轮机供热技术,是推进节能减排工作的重要方向之一,将大型火电汽轮机中增加再热、回热系统优化、分级调节供热等提高效率的措施应用到背压式汽轮机上,可进一步提高能效水平.与此同时,上述节能措施增加了系统的复杂程度,也给机组运行增加了难度.本文以某工程配套的超临界再热型双抽背压式汽轮机为例,对其运行策略进行分析,以供同类机组参考.     

入口压力和空气流速对喷嘴成膜特性的影响

为了研究冷却水入口压力和空气流速对喷嘴成膜特性的影响,以喷射式凝汽器喷嘴为研究对象,采用可视化实验方法对凝汽器喷嘴出口液膜的流动形态进行了拍摄,采用数字图像处理手段提取了液膜面积与喷射长度,并与数值模拟中不同的湍流模型的计算结果进行了对比,最终选取了Realizable k-ε湍流模型。基于Fluent求解器,耦合Realizable k-ε湍流模型与VOF方法,数值计算了凝汽器内部的流场。结果表明：当喷嘴入口压力从3 kPa升高到25 kPa时,布液板近壁面的速度随入口压力的升高逐渐增加,且液膜厚度也呈逐渐减小的趋势。对于DN15和DN13喷嘴,空气从静止状态变化到30 m/s流速时液膜面积略微减小,空气流速从30 m/s提高到150 m/s时液膜面积迅速减小。