高参数汽轮机高调门内流动失稳故障的一种经济性解决方法

目前,规模化随机波动不确定性新能源电源的并网进一步增大了电网的峰谷差,使得越来越多的高参数大功率火电机组不得不参与调峰。然而,部分负荷进汽方式极大影响着调峰机组的安全高效运行。本文针对高参数汽轮机高调门局部进汽时由于设计缺陷引发汽流流动失稳故障,基于理论分析和试验测试提出了一种基于高调门局部进汽策略设计的经济性解决方法,避免了直接停机更换高调门阀体部件或者直接切换至全周进汽方式运行等现场常用的根本性解决措施所带来的各种损失。最后,通过对几台机组进行实际改造的效果验证了该方法的有效性和实用性。这对提高大功率火电机组深度变负荷运行时的安全高效性具有极大的工程实践价值。

某型汽轮机调节级气动特性数值研究

对采用寇蒂斯级设计思想、具有局部进气的汽轮机复速级进行了三维整级数值模拟,分析了设计工况下该复速级的流动特点.计算结果表明,气流流出复速级喷嘴后,每个喷嘴组边界流体的散射作用不强烈,在边界上基本只影响了附近的一个叶栅流道,流动的主体方向沿着轴向进行;当级的压比较大,流动达到超音速时,每个喷嘴组出口流动沿周向的不均匀性非常严重,交替出现尾迹低速区和主流低压区,使喷嘴区域内处于不同位置的动叶片受力状态发生较大变化;超音速喷嘴出现的过膨胀低压区,压力在整个级内是最低的,会加剧动叶流道的非定常流动效应.

某型汽轮机速度级流场气动性能的数值研究

对采用半寇蒂斯级设计思想、具有局部进气的汽轮机复速级,进行了三维整周数值模拟,分析了设计工况下该复速级第一级叶片的气动性能。计算结果表明,半寇蒂斯级非喷嘴区域内的压力远低于喷嘴区域的压力和平均压力,在喷嘴区域的边界部位出现由较高压力向较低压力的急剧变化。非进气弧段与进气弧段之间的压力差值相对较大。在非进气弧段的两端,动叶将承受方向相反的由于高压区向低压区气体流动形成的气动力矩的作用,这会导致下游叶片的压力分布发生明显变化。

两种船用汽轮机速度级流场数值比较研究

对采用寇蒂斯级、半寇蒂斯级设计思想、具有局部进气的汽轮机复速级,进行了全周的三维数值模拟,比较分析了设计工况下两种复速级的流动特点及气动性能。计算结果表明,新型复速级的设计降低了第一列静叶的气动负荷,起到了减弱流动损失的作用。同时将第二列静叶由冲动式叶栅变为反动式叶栅,并且采用较大的收敛度以及较大的叶片弦长,使得气流参数在第二列静叶流道内进一步均化,有利于削弱第一列动叶入口气动参数的非定常波动。

透平双列调节级气动特性研究和分析

对采用静叶栅部分进汽的双列调节级进行不同负荷分配的气动性能分析研究,同时分析静叶栅不同局部进汽对级性能的影响。运用全三维数值方法对全周双列调节级模型计算模拟。分析结果表明,首列叶栅负荷比的变化直接影响整级的气动性能,首列叶栅负荷从80%下降到50%的过程中,级效率呈现先上升后下降的趋势,即双列调节级存在一个最佳的首列载荷分配值。同时研究首列静叶栅和第二列静叶栅部分进汽度的设计,经研究,第二列静叶栅部分进汽度与首列静叶栅部分进汽度接近时,双列调节级的气动性能最优。

超临界660MW空冷机组多目标运行优化试验研究

当汽轮机顺序阀规律设计不是最优时,大功率汽轮机局部进汽时不仅会存在高中压转子的支撑轴瓦温度偏高、轴承振动偏大的轴系失稳故障,而且还会出现高调门阀体激振等复杂故障,机组很多时候不得不直接切换至单阀方式运行,机组运行经济性严重下降。针对上述问题,本文提出了高调门多目标的汽优化策略。实际机组的运行试验研究结果表明:高调门进汽规律优化不仅能够抑制高压转子受到配汽不平衡汽流力而产生汽流激振问题,而且还能够改善调节阀内的气流不稳定流动问题。