动叶调节汽动引风机在660MW 超临界燃煤发电机组应用

介绍了某电厂660MW超临界机组将静叶调节汽动引风机改造为双级动叶调节汽动引风机,解决了静叶调节汽动引风机共振、低负荷易失速、并入引风机困难等问题,同时提高了风机性能,降低了汽动引风机的小汽轮机耗汽量。

第一级单个动叶安装角异常对两级轴流风机旋转失速的影响

以某电站两级动叶可调式轴流风机为研究对象,基于节流阀UDF函数和SST k-w湍流模型,对轴流风机第一级动叶轮中单个叶片异常偏转角度分别为+6°和-6°时的旋转失速现象进行数值模拟。计算结果表明:当轴流风机第一级动叶轮中存在叶片安装角异常时,会引起风机提前进入失速,动叶异常偏转角度为+6°和-6°时,轴流风机失速裕度分别为21.06%和20.93%,较叶片正常偏转时分别降低了6.73%和6.86%;第一级单个动叶安装角异常对两级轴流风机失速诱发起始位置及失速类型几乎没有影响,与动叶正常偏转时相同;第一级动叶轮内单个叶片安装角异常对两级动叶轮内由失速先兆演化为失速团的三维非定常演化过程具有重要影响。研究结果进一步丰富了对多级轴流叶轮机械旋转失速复杂流动现象的认识。

GW级机组引风机与增压风机合并设置

简述天津北疆电厂2×1000MW超超临界机组锅炉引风机选型过程,介绍其引风机与增压风机合并设置的应用。通过对单级和双级动叶可调轴流风机的结构、运行维修、制造、投资特点以及订货情况的对比,说明GW级机组引风机与增压风机合并设置采用双级动叶可调轴流风机是可行的。针对引风机与增压风机合并设置的特点,探讨了锅炉炉膛设计瞬态负压及防内爆保护措施,分析了锅炉运行的安全性,认为在脱硫系统投入率高的情况下,引风机与增压风机合并设置可以提高机组运行的经济性。

两级动叶可调轴流风机内流特征的数值模拟

采用Fluent软件对某600MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常数值模拟,分析了风机第一、第二级叶轮内流特征和动叶安装角对风机性能的影响.结果表明:第二级叶轮出口总压整体呈现高压区和次高压区交替分布的特征,且比第一级叶轮的对称性差;第一、第二级叶轮叶片压力面、吸力面的总压和静压分布规律相似;第二级叶轮叶片压力面和吸力面相应位置上的静压值均大于第一级叶轮叶片;随着动叶安装角的增大,第一、第二级叶轮的总压升系数和静叶的扩压系数均增大,且第二级叶轮大于第一级叶轮,表明第二级叶轮的做功能力和静叶的扩压能力均比第一级叶轮的大.

第一级叶轮单动叶安装角异常对动叶可调轴流风机性能的影响

轴流风机动叶安装角的调节效果是影响风机气动性能和稳定性的重要因素之一。采用数值模拟方法对某两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常计算,探讨了第一级叶轮单叶片安装角发生正、负向不同偏离度对性能曲线、内流特征和噪声的影响。结果表明,异常单动叶安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率、湍动能及声源功率级均变化不大;随偏离度?βy增加,全压和效率显著恶化,湍动能和噪声的强度增强,其影响范围扩展至多个流道,且受影响区域扩展的方向与叶轮旋转方向相反。额定流量下,小角度正向偏离时的风机性能略好于负向情形,而大角度时其湍动能梯度变化剧烈,噪声影响区域显著增大。

300MW循环流化床锅炉二次风机选型研究

300MW循环流化床(CFB)锅炉的二次风机与600MW煤粉锅炉的一次风机参数相近,据此提出了300 MW CFB锅炉的二次风机可以采用双级动调轴流式风机。与离心式风机+变频或离心式风机+挡板方案相比,双机动调轴流式风机的调节范围更广,调节效率较高,设备占地面积少,初投资和维护费用较低,经济效益和社会效益显著。

第一级导叶改进对两级动叶可调轴流风机性能的影响

利用Fluent软件对某两级动叶可调轴流风机进行全三维数值模拟,探讨了第一级导叶采用长短复合式和单一长叶片式2种叶片结构对风机气动性能的影响,并比较了短叶片不同轴向、周向位置和叶片长度时的风机性能.结果表明:长短复合式导叶的单级扩压性能及整机气动性能均优于单一长叶片式导叶;当短叶片位于第一级导叶入口、相邻长叶片中间栅距时,风机的全压和效率均达到最优,尤其是效率明显高于其他位置;短叶片长度对风机性能也有明显影响,当其长度为320mm时,风机的不可逆损失最小,增加或减小短叶片长度均导致风机气动性能变差.

两级动叶异常偏离下的轴流风机性能和内流特征

以某600 MW机组配套的两级动叶可调轴流风机为例,利用Fluent软件模拟了两级叶轮上同周向位置叶片发生异常偏离时风机的气动性能、叶轮做功能力及噪声特性,并与单动叶异常时进行了对比.结果表明:与单动叶异常情形相比,两级动叶异常时叶轮做功能力、导叶效率、风机噪声和气动性能更差,失速区明显扩大,尤其正偏离时更为显著;负向小角度偏离时,叶轮做功能力低于正偏离情形;随着偏离度Δβ的增大,负偏离时叶轮做功能力较强;正偏离时,导叶区流动损失大于同角度负偏离时.随Δβ的增大,风机噪声总体呈升高趋势,正偏离对异常叶轮噪声分布的影响大于负偏离,且第二级单动叶异常下的风机噪声高于第一级单动叶异常时.

异常动叶周向位置关系对轴流风机性能的影响

以某两级动叶可调轴流风机为研究对象,采用全三维定常数值模拟方法分析了两级叶轮上异常叶片的4种周向位置关系对风机性能和内流特征的影响.结果表明:偏离角Δβ较小时,异常情形下的全压与正常情形下相近,效率有小幅降低;随Δβ增大,叶轮出口截面上的总压和湍动能的规律性分布被破坏,湍动能强度整体升高,导致全压规律性显著恶化,效率降低,体积流量较小时更为突出;总体上,F_1和S_2叶片异常偏离时的影响最显著,F_1和S_1叶片异常时的影响次之,F_1和S_3叶片异常时的影响最小.

动叶可调轴流风机前后级叶轮单叶片非同步调整时的内流特征

对某两级动叶可调轴流风机进行了整机三维定常数值模拟,研究了不同工况下第一、第二级叶轮单叶片安装角发生非同步调整对风机整机、单级叶轮以及异常叶片周围流场的影响.结果表明:叶片安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率均变化不大,随着偏离度Δβy的增大,风机性能显著恶化;第一级叶轮异常时风机的整体性能、单级叶轮的总压升能力和异常叶片自身的做功性能以及前后级导叶效率均劣于第二级叶轮异常时,尤其是负向偏离时表现更显著,仅Δβy=12°时优于第二级叶轮异常时;正向偏离时,第一、第二级叶轮的熵产率和流线分布呈相似规律,均在异常叶片吸力面侧尾缘形成高熵产率区和分离涡,其大小随Δβy增大而增大;负向偏离时,第一级叶轮异常时在异常叶片的压力面侧为高损失区,而第二级叶轮异常时则对相邻叶片的吸力面产生影响,并在其尾部形成分离涡.

高负荷风扇前后可调变弯度导叶的数值研究

高负荷风扇在非设计工况容易裕度不足,导叶调节是拓展高负荷风扇裕度、提高其气动性能的有效手段之一。在某高负荷双级风扇中采用前后可调结构形式的可变弯度导叶(VIGV),通过三维数值模拟手段分析了前后可调变弯度导叶的偏转特性,及导叶调节对风扇内部流场和气动性能的影响。数值研究结果表明:前后可调变弯度导叶结合了变前缘和变尾缘调节,通过减小了导叶的实际弯角,从而推迟了气流的分离,扩大了导叶低损失角度调节范围;该高负荷双级风扇在90%、80%、70%和60%转速下的风扇绝热效率分别提高了2.04%、5.48%、6.18%和6.74%,且风扇失速边界得到明显拓展。

紧凑型两级混流风机的改进设计与数值模拟研究

为满足特定条件下对风机尺寸和性能的综合要求,应用数值模拟方法对一紧凑型两级混流风机的改进设计进行了研究。首先,以单级叶轮为对象,对在一定外形尺寸下增大风机风量和风压的改进方法进行了研究。而后,对风机特性曲线产生驼峰的原因及内流机理进行了分析,并给出了一种新的消除驼峰的方法。最后,对改进设计的两级混流风机的性能进行了数值模拟验证。结果表明:改进设计的两级混流风机结构紧凑,综合气动性能高,且在全工况下运行稳定;在改进设计中,增大子午面的流道宽度,风机的整体风量将显著增大;通过叶轮Shroud流面叶片型线前旋的方法,可以在保证混流风机大流量工况效率不变的前提下消除驼峰。

大型火电机组轴流风机运行特性及内流特征的数值模拟

应用流体计算软件Fluent对某600MW大型火电机组配套的SAF两级动叶可调轴流引风机的内流特征及运行特性进行模拟分析。研究表明:正常状态下风机内静压沿轴向先增大后减小,动压仅在扩压器区及集流器区出现较大变化,动叶轮的升力作用主要转化为流体静压,全压的增加则主要来自静压的增大;风机动叶出口截面总压呈现高压区与低压区交替出现的周向对称性分布,但第二级动叶出口总压分布的对称性要比第一级的差;叶片压力面与吸力面间的静压差沿叶高方向逐渐增大,表明叶片中上部的做功能力较强;相同流量下随着动叶安装角的减小,叶片压力面与吸力面速度变化梯度减小,做功能力减弱,风机的全压升逐渐减小。

核心机驱动风扇级二维仿真模型与变循环发动机零维仿真模型耦合方法的研究

为了提高变循环发动机(VCE)零维仿真模型的可靠性和精度,建立了核心机驱动风扇级(CDFS)二维仿真模型,基于完全耦合方法,将CDFS二维仿真模型耦合于VCE零维仿真模型,发展了VCE多维度仿真模型,分析了VCE零维仿真模型与多维度仿真模型计算结果的差异,使用VCE多维度仿真模型,分析了CDFS气动参数径向非均匀分布对VCE性能的影响。结果表明,结合CDFS二维仿真模型对边界条件的要求,重新选取VCE仿真模型中的迭代变量和平衡方程,可以基于完全耦合方法建立VCE多维度仿真模型;与零维仿真模型相比,CDFS二维仿真模型考虑了部件几何参数等物理信息,可以为VCE循环参数分析提供更加真实的部件工作特性,并在功率平衡与流量平衡等条件的约束下引起其它部件工作点及VCE性能的变化;VCE零维仿真模型与多维度仿真模型所得推力的最大差异为2.99%;结合CDFS涵道比,可以将CDFS出口气动参数径向非均匀分布这一流动特性耦合到VCE循环参数分析中;VCE多维度仿真模型对迭代变量初值的选取提出了更高的要求,需要使用VCE零维仿真模型的解作为初值以保证收敛性。

长短复合导叶对两级动叶可调轴流风机性能的影响

为研究长短复合导叶对动叶可调轴流风机性能的影响,以某大型两级动叶可调轴流风机为对象,构建了第二级导叶后部和前部长分别依次缩短10%等10种长短复合导叶方案,采用FLUENT软件对不同方案下的轴流风机进行了三维定常数值模拟,分析了复合导叶对风机性能、内流特征和静力结构的影响。研究表明:长短复合导叶对轴流风机的性能有显著影响,在中小流量侧导叶后部缩短10%和20%方案气动性能得到提升,在大流量侧则与之相反;其他缩短方案其性能均低于原风机,导叶后部缩短风机性能优于导叶前部缩短情形;在设计工况下,导叶后部缩短10%时第二级动叶表面压力发生变化、做功能力增强,整机熵产率有所增加,第二级动叶应力和总变形有所增大,振动减弱,但满足使用要求。

导叶安装角对两级动叶可调轴流风机性能及静力结构的影响

为研究导叶安装角对两级动叶可调轴流风机性能及静力结构的影响,采用Fluent软件对第一级导叶安装角改变前后两级动叶可调轴流风机进行了三维数值模拟,分析了导叶安装角对风机气动性能、内流特征和静力结构影响。结果表明:导叶安装角负向偏转时的全压优于原风机,且同一流量下,增大安装角可提高风机全压,安装角正向偏转与之相反;安装角负向偏转后的风机效率均略微低于原风机,而正向偏转后在小流量侧其效率高于原风机,在大流量侧其效率低于原风机,且随流量增加效率下降愈明显。导叶安装角负向偏转后动叶表面总压分布发生明显改变,做功能力显著增强,第二级动叶区和导叶区熵产率有所增加;其第二级动叶等效应力及总变形分布基本不变,但应力和总变形最大值有所增加,固有频率有所降低。

高马赫数、高负荷双级风扇转子叶尖区域激波结构测量

介绍了在高负荷跨声速风扇上采用高频响测试系统进行双级转子尖部激波结构测量的方法。此方法从测试系统的选取、校准、试验与数据处理等各个环节上都保证了激波测量的准确性 ,最后绘制出 n =0 .9、 0 .95、1.0各状态下的激波结构等压线图。对测试结果进行了分析并与气动设计情况进行了对比 ,两者的吻合使叶型优化设计的合理性与测试及数据分析手段的成功应用得到相互印证 ,为改进设计提供了依据。

双级离心风机流场特性分析

双级离心风机具有工作体积小、安装方便和运行能耗低的优势。文章以流量为150 m^(3)/h、转速为1320 r/min、进出口压差为650 Pa的双级离心风机为原型,在确定理论建模参数的基础上,进行几何模型设计,利用Fluent软件对双级离心风机内部的压力场和速度场进行仿真分析。研究表明:两级风机的压差和为675 Pa,与设计压差相比,存在3%的误差,在可接受的范围内;风机内部压力分布和速度分布规律与已有研究成果吻合性较好,表明该双级离心风机设计方案具有较好的可行性。

双级动叶可调轴流式引风机振动故障分析与处理

针对某电厂双级动叶可调轴流式引风机振动大故障,结合该型式引风机结构特点,进行了振动测试,并根据测试所得各轴承的振动数据,分析认为该引风机的两级动叶存在质量不平衡。通过采用单平面动平衡处理措施,解决了该引风机的振动故障问题。

单动力双级轴流风机的对比试验

介绍了单动力双级轴流风机的结构和特点。并对单动力双级轴流风机进行了对比试验,通过对试验数据的对比分析,说明单动力双级轴流风机在实际应用当中的作用。