汽轮机低压转子叶片脱落故障振动特征分析

针对某300 MW汽轮机低压转子汽侧次末级叶片脱落故障,分析了故障发生前后机组轴系振动趋势和振动数据的特征,其既有汽轮发电机组转动部件脱落故障所共有的振动特征,如故障过程振动突变、故障前后振动相对稳定、故障过程振动和振动变化以1倍频振动分量为主等,也有汽轮机低压转子跨内单侧部件脱落故障所特有的振动特征,如故障后低压转子振动矢量变化较大以及各转子振动矢量变化中同相分量和反相分量的变化特点等。通过分析该300 MW汽轮机低压转子汽侧次末级叶片脱落故障振动特征,以期为其他机组类似故障的诊断提供参考。

周期性尾迹对涡轮端区二次流强度影响

为进一步认识上游周期性尾迹对涡轮端区流动的影响,分析尾迹与端区二次流结构之间的相互作用,基于高负荷低压涡轮(high-lift low pressure turbine,LPT)叶型Packb对非定常工况下尾迹与端区流动进行了数值模拟研究,并借助扇形叶栅实验台进行辅助校核。数值研究采用商业计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件进行仿真,借助LES模型耦合Smagorinsky亚格子模型,对尾迹造成的端区流动影响进行了分析。结果表明:尾迹的存在使得叶栅出口处的端区二次流强度出现周期性的变化,其增强与削弱作用的交替出现是尾迹在通道中所处位置不同所造成的,利尾迹周期性地对二次流强度的削弱作用可有效减小端区流动损失。

低压涡轮导叶内环结构设计

为实现低压涡轮导叶内环初步方案快速设计、降低低压涡轮工作叶片冷气相对总温和提高冷却效率,以某型低压涡轮导叶内环为研究对象,提出了 1 种基于等熵过程的低压涡轮导叶内环设计方法和流程,并采用 3 维数值仿真方法对设计结果进行了分析和验证,得到了不同预旋喷嘴径向高度对转、静子腔内的流动影响规律。结果表明:提出的低压涡轮导叶内环设计方法和流程能够满足初步方案的设计要求;预旋喷嘴的径向高度对工作叶片和涡轮盘表面的相对总温影响较大,工程上需综合考虑。

尾缘切除对低压涡轮叶栅气动性能的影响

选取某低压涡轮导向叶片中截面叶型作为研究对象,采用数值模拟方法研究尾缘切除对低压涡轮叶栅气动性能的影响,研究切除长度分别为2.5%、5.0%、7.5%弦长时叶栅气动性能的变化,并且采用尖边倒圆、将尾缘修整为圆弧形、椭圆形三种方式对切尾缘后叶型剩余尾部进行修型。结果表明:尾缘切除可有效增加叶栅槽道的流通能力,并且流通能力随尾缘切除长度增加而增加;切尾缘后叶栅损失增大,并且与尾缘切除长度呈正相关;切尾缘后的修型方式会对叶栅损失水平产生影响,将尾缘修整为椭圆形对损失抑制效果最明显,在同样切除长度下其尾迹损失和端区损失均低于另外两种修型方式;尾缘切除对叶栅出口气流角影响微弱,尾缘切除长度每增加1%弦长,三种修型方式叶栅出口气流角增加量为0.13°~0.16°。

带阻尼套筒的某型发动机低压涡轮部件的动力特性分析

以某型发动机低压涡轮部件中带有阻尼套筒的后轴颈结构为例,运用有关理论对其固有特性和动力响应特性进行了全面的分析.对不同的激励形式(单点激励、旋转激励),阻尼套筒通过"移频"和干摩擦作用,均显示了良好的减振性能.在后轴颈和阻尼套筒的组合结构中,阻尼套筒的名义半径有最优值,此时干摩擦对结构振动的衰减效果最好;同时,对组合结构不同节径型的周波振动,阻尼套筒对振动的抑制效果也不同.通过该实例,对后轴颈的工程设计提出了合理的改进建议.