600MW汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)流動(dòng)規(guī)律的數(shù)值研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，全國(guó)電力需求總量也在增加，大容量機(jī)組已成為主力機(jī)組，如國(guó)產(chǎn)600MW汽輪機(jī)大批投入使用，機(jī)組經(jīng)常參與調(diào)峰，長(zhǎng)時(shí)間偏離設(shè)計(jì)工況，長(zhǎng)期運(yùn)行在400MW-500MW負(fù)荷之間，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性降低的問題。因此對(duì)其變工況性能開展研究具有十分重要的意義。
　　本項(xiàng)目主要針對(duì)亞臨界600MW、超臨界600MW、超超臨界600MW三種不同的汽輪機(jī)組。通過(guò)數(shù)值模擬的手段，研究其調(diào)節(jié)級(jí)在不同工況下的性能，對(duì)比分析影響調(diào)

2、節(jié)級(jí)氣動(dòng)性能的主要因素，探討提高汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)氣動(dòng)性能的方式，為進(jìn)一步的深入研究奠定基礎(chǔ)。
　　在研究過(guò)程中，數(shù)值模擬是通過(guò)流體分析軟件NUMECA進(jìn)行的，計(jì)算中采用了易收斂、計(jì)算快的Splart-Allmaras湍流模型。分別模擬了三種機(jī)組在額定流量的75％、85％、95％、100％、105％工況下的調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)部流動(dòng)。通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比分析，本文的主要結(jié)論為:(1)亞臨界機(jī)組的調(diào)節(jié)級(jí)整級(jí)效率較低，其靜葉效率較高，動(dòng)葉效率較低;其

3、靜葉效率較高的原因可能是采用了扭曲葉片的設(shè)計(jì)，其動(dòng)葉效率較低的原因是由于動(dòng)葉內(nèi)的反動(dòng)度過(guò)小，動(dòng)葉內(nèi)的流動(dòng)呈逆壓梯度，在大流量工況下動(dòng)葉前緣出現(xiàn)典型的“氣泡式”分離;亞臨界機(jī)組的調(diào)節(jié)級(jí)承擔(dān)的焓降值過(guò)大，并且焓降值在動(dòng)、靜葉內(nèi)的分配存在一定的問題，即動(dòng)葉的反動(dòng)度過(guò)小。(2)超臨界機(jī)組的調(diào)節(jié)級(jí)效率高于亞臨界機(jī)組，效率隨工況變化也比較平緩，動(dòng)靜葉匹配較合理;超臨界機(jī)組調(diào)節(jié)級(jí)承擔(dān)的焓降值較適合，但焓降值在動(dòng)、靜葉內(nèi)的分配存在一定的問題，即動(dòng)葉的反

4、動(dòng)度略小。(3)超超臨界機(jī)組的調(diào)節(jié)級(jí)效率高于亞臨界機(jī)組和超臨界機(jī)組，動(dòng)靜葉之間的匹配比較好;超超臨界機(jī)組的調(diào)節(jié)級(jí)承擔(dān)的焓降值比較適合，焓降值在動(dòng)、靜葉內(nèi)的分配合理。
　　受目前計(jì)算能力的限制，沒有進(jìn)行調(diào)節(jié)級(jí)與進(jìn)汽室和下一級(jí)葉柵的聯(lián)合計(jì)算?；谝陨先N機(jī)組調(diào)節(jié)級(jí)的內(nèi)部流動(dòng)特點(diǎn)，考慮影響調(diào)節(jié)級(jí)性能的主要因素，針對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出三點(diǎn)建議:應(yīng)合理分配調(diào)節(jié)級(jí)整級(jí)的焓降值，不應(yīng)使靜葉出口馬赫數(shù)過(guò)大;在調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)行動(dòng)、靜葉片