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基于调峰工况的汽轮机调节级叶型优化设计
1
作者 皮林江 李盼 +1 位作者 宋凯 高岩 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第5期326-331,348,共7页
采用了遗传算法迭代优化理论对调节级的叶型进行NURBS曲线寻优,得到了基于调峰工况下的优化叶型,并数值研究了叶型优化前、后的调节级级内流场的流动形态、叶片载荷分布和叶栅内损失的发展规律。研究结果表明:叶型优化后,更大的动叶前... 采用了遗传算法迭代优化理论对调节级的叶型进行NURBS曲线寻优,得到了基于调峰工况下的优化叶型,并数值研究了叶型优化前、后的调节级级内流场的流动形态、叶片载荷分布和叶栅内损失的发展规律。研究结果表明:叶型优化后,更大的动叶前缘直径能有效降低小容积流量时汽流攻角对流场的影响,更流畅的背弧和更薄的出口边能使调节级叶栅通道内端壁损失减少,二次流的影响区域变小,叶片的载荷增大,叶片表面的附面层厚度得到有效的抑制,叶型损失降低,流动效率有所提高。优化后叶栅不仅在调峰工况性能改善明显,而且在设计工况同样具有良好的性能。 展开更多
关键词 汽轮机 调节级 遗传算法 优化 数值模拟
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不同因素对调节级气动性能影响研究
2
作者 孙旺 陈二云 《热力透平》 2024年第2期102-107,134,共7页
影响汽轮机调节级性能的因素有叶栅型线、栅距、冲角,同时,动静面积比(表征级反动度)、速比和盖度也是重要因素,研究其对气动性能的影响具有重大意义。以高参数小流量工业汽轮机调节级为研究对象,在喷嘴相对叶高分别为0.24和1.0的条件下... 影响汽轮机调节级性能的因素有叶栅型线、栅距、冲角,同时,动静面积比(表征级反动度)、速比和盖度也是重要因素,研究其对气动性能的影响具有重大意义。以高参数小流量工业汽轮机调节级为研究对象,在喷嘴相对叶高分别为0.24和1.0的条件下,采用数值方法对不同动静面积比、速比和盖度的调节级流场进行了模拟计算,分析上述3个因素对调节级气动性能的影响规律。研究表明:调节级轮周效率随动静面积比的增加而增大;喷嘴相对叶高为0.24条件下,动静面积比超过1.5之后,轮周效率增速放缓,在面积比为1.65时达到最大值;喷嘴相对叶高增大为1.0后,级轮周效率随动静面积比的变化曲线向坐标轴右上方平移;轮周效率随速比增加而增大,速比为0.6~0.75时轮周效率处于较高水平;保持其他条件不变,相对盖度约0.08时,轮周效率达到最大值。研究成果可为工业汽轮机高性能调节级的设计研发提供参考。 展开更多
关键词 调节级 气动性能 数值模拟 速比 盖度 动静面积比
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汽轮机调节级叶片优化及应用分析
3
作者 石钰 《家电维修》 2024年第9期104-106,共3页
本文以某热电厂背式汽轮机为研究对象,根据汽轮机热负荷变化情况对原调节级叶片进行分析,提出优化方案,并利用有限元分析软件ANSYS Workbench对优化后叶片的受力情况进行分析,判断叶片是否合格,同时将叶片应用于某热电厂背式汽轮机中。
关键词 汽轮机 调节级叶片 优化方案 受力情况
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双调节级结构在生物质热电联产汽轮机上的应用
4
作者 洪安尧 段艳雄 文鑫 《机电信息》 2024年第18期53-55,59,共4页
生物质发电附带供热逐渐成为发展趋势。现对某30 MW生物质热电联供汽轮机采用单调节级和双调节级的方案做了对比分析,结果表明,双调节级结构能够有效提高机组在抽汽工况下的缸效及出力,进而提升全厂经济效益。
关键词 生物质 热电联产 双调节级 经济性
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热电联产汽轮机调节级叶片断裂的分析与改进 被引量：4
5
作者 刘传亮 江路毅 《汽轮机技术》 北大核心 2023年第1期66-70,38,共6页
热电联产用汽轮机运行中轴承振动突然升高,发生材质为1Cr11MoV的调节级叶片断裂事故。通过断口微观结构、化学成分、金相检验以及运行工况等分析原因,结果表明:裂纹源位于叶根承载面与叶根颈部交接倒角处,裂纹源区和扩展区占整个断口面... 热电联产用汽轮机运行中轴承振动突然升高,发生材质为1Cr11MoV的调节级叶片断裂事故。通过断口微观结构、化学成分、金相检验以及运行工况等分析原因,结果表明:裂纹源位于叶根承载面与叶根颈部交接倒角处,裂纹源区和扩展区占整个断口面积的80%以上,断口形貌呈高周疲劳断裂特征;机组运行中存在的进汽参数大范围高频波动以及少数超温超压,产生的交替动应力造成了叶片疲劳损伤;从稳定运行参数和叶根加工装配方面提出了改进措施,更换调节级叶片后机组恢复正常运行。 展开更多
关键词 汽轮机 调节级 叶片断裂 振动 疲劳 运行波动
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调节级单通道与全周数值方法对比研究 被引量：1
6
作者 白昆仑 平艳 +1 位作者 钟主海 范立华 《东方电气评论》 2023年第1期35-39,47,共6页
本文以某350MW亚临界机组为研究对象,采用单通道和全周两种数值模拟方法,分析了调节级在VWO、THA和75%THA工况下的性能。结果表明:由于单通道模型未考虑部分进汽、进汽室等影响因素,对调节级内复杂流场的模拟不准确,所得损失明显较低,... 本文以某350MW亚临界机组为研究对象,采用单通道和全周两种数值模拟方法,分析了调节级在VWO、THA和75%THA工况下的性能。结果表明:由于单通道模型未考虑部分进汽、进汽室等影响因素,对调节级内复杂流场的模拟不准确,所得损失明显较低,进而导致效率明显高于全周计算结果。此外,单通道和全周计算得到的调节级动叶域内的损失差异较静叶域内更大,导致单通道计算得到的压力反动度明显低于全周计算结果,以压力反动度为输入参数,计算得到的调节级轴向推力值差异也较大。实际工程中,评估调节级推力时,建议以全周计算得到的压力反动度为输入参数。 展开更多
关键词 调节级 压力反动度 效率 轴向推力
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基于谐响应工业汽轮机调节级动应力分析研究 被引量：1
7
作者 丁旭东 刘象拯 +1 位作者 杨帅 闫志勇 《汽轮机技术》 北大核心 2023年第1期15-19,共5页
数值计算部分进汽、变转速工业汽轮机调节级动应力,讨论转速对其影响。某高温高压工业汽轮机,转速变化范围7200r/min~11000r/min。分析结果表明最低转速的等Q准则涡面积较最高转速增加17%~23%,同时部分进汽产生的低频冲击力也增加7%~16... 数值计算部分进汽、变转速工业汽轮机调节级动应力,讨论转速对其影响。某高温高压工业汽轮机,转速变化范围7200r/min~11000r/min。分析结果表明最低转速的等Q准则涡面积较最高转速增加17%~23%,同时部分进汽产生的低频冲击力也增加7%~16%。将瞬态汽流力傅里叶分解为若干简谐激振力之和,然后使用ANSYS计算循环对称盘片结构在这些简谐力下的响应,因各节径振动之间具有正交性,将以上响应叠加就可以得到整个盘片瞬态动应力,这样不仅节约计算资源而且结果更精确。判断哪些转速会产生较大的动应力可以有效减少计算量,一般危险转速为最低转速和可发生节径共振的转速。高频频激振力虽小,若其满足盘片系统共振条件,所产生的破坏要比部分进汽低频激振力大。所分析的调节级最大动应力对应的转速为最低转速7200r/min,其应力变化幅度是最高转速的120%,叶根销孔处动应力最大,也最容易失效,从时间上看,最大动应力出现在叶片从进汽弧段进入堵塞弧段这一时刻,设计工业汽轮机调节时应避免盘片在转速范围发生与喷嘴当量只数相同倍频的共振,同时要注意优化喷嘴弧段分布以减少动应力。 展开更多
关键词 工业汽轮机 调节级 动应力 谐响应
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某型汽轮机调节级动叶片叶根及轮缘设计与优化分析
8
作者 刘洪兵 相晓伟 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2023年第9期150-153,共4页
本文的研究对象是石化企业某型高温、高压汽轮机调节级动叶片叶根及轮缘,运用传统方法计算了现有二叉根的两种设计方案的叶根和轮缘强度。在对计算结果进行评估分析后,二叉根强度数据无法满足设计要求。为此新开发设计了一种三叉根的叶... 本文的研究对象是石化企业某型高温、高压汽轮机调节级动叶片叶根及轮缘,运用传统方法计算了现有二叉根的两种设计方案的叶根和轮缘强度。在对计算结果进行评估分析后,二叉根强度数据无法满足设计要求。为此新开发设计了一种三叉根的叶根结构,并基于传统方法和有限元方法计算了叶根及轮缘在热载荷、离心载荷和气动载荷共同作用下的应力分布。新开发的三叉叶根可完全满足强度要求。 展开更多
关键词 汽轮机 调节级动叶片 叉形叶根 强度 有限元
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透平双列调节级气动特性研究和分析
9
作者 平艳 《汽轮机技术》 北大核心 2023年第1期11-14,19,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 负荷分配 总总效率 调节级 局部进汽
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单-双列调节级对汽轮机效率的影响分析 被引量：2
10
作者 冯申 杨自春 《汽轮机技术》 北大核心 2004年第2期91-93,共3页
给出了汽轮机单-双列调节级的热力计算方法,绘出了单列和双列调节级的轮周效率曲线,通过比较分析得出单-双列调节级可以有效提高汽轮机各个工况下的有效效率,实例计算证明了本文模型、算法和结论的正确有效性。
关键词 汽轮机 调节级 单-双列调节级 经济性
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汽轮机调节级非定常流动的数值模拟及汽流激振力研究 被引量：25
11
作者 屈焕成 张荻 +2 位作者 谢永慧 曹守洪 吴其林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期39-44,57,共7页
针对汽轮机调节级的非定常效应产生汽流激振力的问题,基于ANSYS CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面模型和结构化六面体网格对带有进汽室和加强筋的汽轮机调节级进行了全周三维非定常黏性流场的数值模拟.研究发现:调节... 针对汽轮机调节级的非定常效应产生汽流激振力的问题,基于ANSYS CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面模型和结构化六面体网格对带有进汽室和加强筋的汽轮机调节级进行了全周三维非定常黏性流场的数值模拟.研究发现:调节级非定常时均轮周效率低于定常轮周效率;动叶在进出堵塞区域时存在较大的轴向汽流力和切向汽流力;低频汽流激振力的基频为50Hz;汽流压力和静熵在不同截面的周向分布差异较大,在向下游运动过程中逐渐趋于平均;堵塞区域的动叶通道掺混损失及鼓风损失较大,其将影响动叶的做功能力,进入堵塞区域时动叶吸力面首先受到影响. 展开更多
关键词 汽轮机 调节级 非定常流 汽流激振力
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汽轮机调节阀-调节级段三维流动与压力损失数值研究 被引量：12
12
作者 谢金伟 王新军 +3 位作者 廖高良 张峰 谭锐 刘晓燕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第20期3376-3383,共8页
部分进汽是喷嘴调节汽轮机变工况运行时的主要状态,调节级部分进汽通常效率较低,流动情况复杂。该文采用ANSYS-CFX软件数值研究了亚临界600MW汽轮机调节阀-调节级段在不同阀门开度组合情况下的三维流动与压力损失特性。结果表明:调节阀... 部分进汽是喷嘴调节汽轮机变工况运行时的主要状态,调节级部分进汽通常效率较低,流动情况复杂。该文采用ANSYS-CFX软件数值研究了亚临界600MW汽轮机调节阀-调节级段在不同阀门开度组合情况下的三维流动与压力损失特性。结果表明:调节阀-调节级段的流动是复杂而强烈的有旋流动;调节阀喉部的节流作用和阀碟下方"空穴"区以及调节阀下游部分区域的漩涡会引起较大的压力损失;当4个调节阀全部开启时,调节阀-调节级段的流动性能良好,当某调节阀门处于关闭状态时,部分进汽调节级的动叶栅在从进汽弧段转到非进汽弧段过程中,动叶通道中的流体被抽吸到非进汽腔室以及对应的喷嘴叶栅中,形成大量的漩涡,造成较大的压力损失。 展开更多
关键词 汽轮机 调节阀-调节级 部分进汽 三维流动 压力损失系数 数值计算
原文传递
汽轮机调节级三维复杂流动的数值研究 被引量：16
13
作者 屈焕成 张荻 +1 位作者 蓝吉兵 谢永慧 《热科学与技术》 CAS CSCD 2011年第1期82-87,共6页
汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅对机组的气动性能和效率具有较大的影响,还在一定程度上影响到其安全性能。基于三维黏性可压缩N-S方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室的150 MW汽轮机调节级三维黏性可压缩计算... 汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅对机组的气动性能和效率具有较大的影响,还在一定程度上影响到其安全性能。基于三维黏性可压缩N-S方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室的150 MW汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型,对其内部复杂流动进行了详细研究。分析发现:由于部分进汽,调节级进汽室内部流动较为紊乱,产生了较大的损失;动叶通道进气段静压分布曲线合理,内部流动顺畅;动叶通道非进汽段内部流动紊乱,熵增较大,部分进汽损失较大。 展开更多
关键词 汽轮机 调节级 部分进汽 数值模拟
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汽轮机调节级的气流激振力分析 被引量：6
14
作者 柴山 张耀明 +2 位作者 马浩 曲庆文 赵又群 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第7期706-712,共7页
从流体动力学出发 ,应用动量定理研究汽轮机调节级叶片由于间隙引起的气流激振力问题 ,综合考虑了叶片及喷嘴的各项设计参数并应用理论分析的方法首次导出了汽轮机调节级叶片由于间隙引起的气流激振力的计算公式 ,并分析了调节级在各工... 从流体动力学出发 ,应用动量定理研究汽轮机调节级叶片由于间隙引起的气流激振力问题 ,综合考虑了叶片及喷嘴的各项设计参数并应用理论分析的方法首次导出了汽轮机调节级叶片由于间隙引起的气流激振力的计算公式 ,并分析了调节级在各工况的激振力· 展开更多
关键词 转子动力学 激振力 气流 汽轮机 调节级
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基于量纲分析的汽轮机调节级变工况特性研究 被引量：13
15
作者 马琳 胥建群 曹祖庆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期778-783,共6页
基于APROS支撑平台,对喷嘴配汽方式的汽轮机调节级进行变工况热力计算,通过文献提供的实验台实验数据进行对比验证;并研究分析了部分进汽对调节级内压比的影响,确定了不同部分进汽度下调节级效率变化曲线。结果表明,部分进汽不仅造成部... 基于APROS支撑平台,对喷嘴配汽方式的汽轮机调节级进行变工况热力计算,通过文献提供的实验台实验数据进行对比验证;并研究分析了部分进汽对调节级内压比的影响,确定了不同部分进汽度下调节级效率变化曲线。结果表明,部分进汽不仅造成部分进汽损失,还对调节级内压比产生影响,致使焓降与反动度发生变化,进而引起调节级效率改变。同时,以600 MW汽轮机组为例,建立了考虑部分进汽对压比影响后的调节级效率简化数学模型。在此基础之上,基于量纲分析理论,分别将全开调节阀及半开调节阀后喷嘴组压比简化表示为流量比的函数,提出一种适用于喷嘴配汽的调节级变工况热力计算方法;将计算结果与借助支撑平台的热力计算结果对比,并探讨了喷嘴调节过程中压比与反动度的变化趋势。分析表明,所提出计算方法不仅准确反映部分进汽对级内压比的影响,还对现有的调节级变工况热力计算工作做了进一步完善。 展开更多
关键词 调节级 部分进汽 变工况 量纲分析 压比
原文传递
汽轮机部分进汽调节级三维流场的非定常数值模拟 被引量：27
16
作者 訾宏达 方韧 +1 位作者 徐星仲 徐克鹏 《动力工程》 CSCD 北大核心 2007年第5期721-724,761,共5页
使用商业软件NUMECA,采用三维粘性数值模拟方法对处于部分进汽条件下调节级的内部流动进行数值模拟,并以此来分析调节级内部流动的非定常现象,从而进一步理解调节级的工作机理。
关键词 能源与动力工程 汽轮机 部分进汽调节级 非定常数值模拟
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基于MATLAB的汽轮机调节级变工况快速计算方法 被引量：17
17
作者 黄海东 常澍平 +1 位作者 许军诏 白中华 《汽轮机技术》 北大核心 2008年第2期103-105,共3页
汽轮机调节级的变工况计算是汽轮机热力计算中的常见问题之一。在对调节级特性曲线计算的基础上,应用MATLAB语言拟合特性曲线方程,绘制特性曲线等方法对调节级的变工况进行了计算,程序简捷方便,在保证计算准确性的同时提高了计算的速度。
关键词 汽轮机 调节级 变工况 热力计算
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超超临界汽轮机调节级叶片汽流弯应力数值计算 被引量：8
18
作者 谷伟伟 张永海 +2 位作者 余小兵 李园园 朱宝田 《热力发电》 CAS 北大核心 2014年第9期33-38,共6页
对某超超临界机组汽轮机配进汽室的调节级进行三维全周定常数值模拟,提取动叶壁面各个节点的静压力,编写插值程序将动叶壁面静压力通过逐点插值的方式施加于叶片有限元模型中,计算调节级在调节阀4阀和1阀全开2种工况下的叶片汽流弯应力... 对某超超临界机组汽轮机配进汽室的调节级进行三维全周定常数值模拟,提取动叶壁面各个节点的静压力,编写插值程序将动叶壁面静压力通过逐点插值的方式施加于叶片有限元模型中,计算调节级在调节阀4阀和1阀全开2种工况下的叶片汽流弯应力。结果表明:2种工况下动叶壁面的最大静压力分别为22.64、17.76MPa,位于叶片进汽边,静叶壁面的最大静压力分别为23.93、23.95MPa;1阀全开工况的最大汽流弯应力约为4阀全开工况的10倍。 展开更多
关键词 超超临界机组 汽轮机 调节级 叶片 汽流弯应力 4阀全开工况 1阀全开工况
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汽轮机调节级多工况下三维流场数值研究 被引量：10
19
作者 屈焕成 张荻 +3 位作者 谢永慧 曹守洪 吴其林 王建录 《汽轮机技术》 北大核心 2010年第5期321-324,共4页
汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅影响到机组的气动性能和效率,而且还对其安全性产生一定程度的影响。基于三维黏性可压缩雷诺时均Navier-Stokes(N-S)方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室和加强筋的300MW汽轮机... 汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅影响到机组的气动性能和效率,而且还对其安全性产生一定程度的影响。基于三维黏性可压缩雷诺时均Navier-Stokes(N-S)方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室和加强筋的300MW汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型,针对不同运行工况下调节级内部复杂流动进行了详细研究。分析发现:调节级进汽室内部流动损失较大;进汽段下游动叶通道静压分布合理,内部流动顺畅,而非进汽段动叶通道内部流动紊乱,熵增明显,部分进汽带来的损失较大;部分进汽度越小,效率降低越快,尤其是一阀进汽时,效率急剧下降。 展开更多
关键词 汽轮机 调节级 多工况 部分进汽 数值模拟
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超临界汽轮机调节级叶片固体颗粒冲蚀特性的研究 被引量：8
20
作者 戴丽萍 俞茂铮 王贤钢 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期230-233,共4页
建立了高温条件下氧化铁颗粒撞击12Cr材料的冲蚀模型,并将此模型与透平级三维气固两相流运动特性的数值计算相结合,计算和分析了一台超临界汽轮机调节级在设计工况下喷嘴与动叶表面上的冲蚀量分布。计算结果表明,喷嘴压力面接近出口边... 建立了高温条件下氧化铁颗粒撞击12Cr材料的冲蚀模型,并将此模型与透平级三维气固两相流运动特性的数值计算相结合,计算和分析了一台超临界汽轮机调节级在设计工况下喷嘴与动叶表面上的冲蚀量分布。计算结果表明,喷嘴压力面接近出口边缘的区域以及动叶压力面中后部区域是最容易受到固体颗粒冲蚀的部位,并且动叶易受冲蚀部位最大冲蚀量约为喷嘴易受冲蚀部位最大冲蚀量的1.5倍。 展开更多
关键词 超临界汽轮机 调节级 固体颗粒冲蚀 数值计算
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