燃气轮机动力涡轮排气管导流板的效应力测量

针对机组动力涡轮排气管导流板发生翘曲、裂纹及掉块现象,通过对原结构及改进方案的几次热应力测量反映两型涡轮排气管结构在各种运行工况下的应力及温度的分布值。焊接式半桥自补偿高温应变片的应用,为确保机组高效率、长寿命的特性提供必要的依据。     

冷却空气导流技术在直接空冷机组中的应用研究

针对某电厂330 MW直接空冷机组的运行条件,设备状况和凝汽器Λ型结构内部空气流场的特点,在空冷单元中风机上方对称加装导流板、空冷单元四周加装不同角度的挡板,通过空冷凝汽器的性能试验对加装导流装置前后机组的背压情况进行了计算分析。结果表明:加装导流装置后,空冷单元内的空气场及换热器表面温度场分布趋于均匀,运行背压降低约1.1 k Pa,平均供电煤耗下降1.9 g/(k W·h)。     

某350MW机组脱硝系统楔型顶盖烟道流场模拟与优化

脱硝装置顶盖烟道紧邻催化剂层,其流场分布均匀性对脱硝效率及催化剂使用寿命有着关键影响。为改善某350 MW机组配套脱硝装置流场性能,对脱硝装置顶盖烟道外形和导流部件进行了模拟优化设计,并通过速度云图及相对均方差值进行定性及定量分析。对本机组脱硝装置的研究表明:顶盖烟道的楔型外形要优于矩形外形,圆弧形导流板要优于斜角形导流板,防磨构件能有效改善顶盖烟道顶板壁面流场。     

导流器对细粉分离器性能影响的实验研究

本文在研究火力发电厂的细粉分离器经济运行的基础上，通过在细粉分离器排气管下端不同位置上，分别加装不同叶型导流器的实验，来研究导流器对细粉分离器的性能的影响。并对几种改进方案进行综合比较，给出了有益的结构。为细粉分离器的改造，提出了可行性方案。     

某型1000MW超超临界机组低压模块结构分析研究

介绍了某型1 000MW超超临界机组经常发生汽轮机低压部分动静碰磨,引发机组振动,排汽导流环连接螺栓断裂等问题.通过试验并结合有限元计算对事故原因进行分析,找出问题的根源,提出对该型机组低压缸结构的改进方案.     

内置扰流器驻涡燃烧室燃烧流动分析

为了研究内置导流片与扰流板等扰流器驻涡燃烧室的燃烧流动性能,对不同导流片结构参数下的燃烧室总压损失、燃烧效率、速度温度分布及污染物排放进行了数值分析。结果表明:内置导流片与扰流板的驻涡燃烧室性能更加优于仅存在导流片时的性能,会进一步增强凹腔内的燃气掺混、提高燃烧效率、改善出口温度分布、降低NO排放。当导流片伸入凹腔的长度与凹腔前壁面一半长度之比(a/B)为0.1~0.4、导流片到进口顺流通道下壁面的距离与燃烧室进口顺流通道高度之比(b/h)为0.4、导流片到凹腔前壁面的距离与凹腔长度之比(c/L)为0.2时,燃烧室在贫燃条件下可以实现低压降稳定燃烧,而且出口温度分布更加均匀,污染物排放更低。     

排气管特征参数优化设计研究

对某型柴油机强化后的排气管的主要特征参数进行优化设计;分析了排气管特征参数总管直径、喉口收缩率以及入流角对总体性能及换气损失的影响,其中,排气总管直径对性能影响较大,喉口收缩率次之,排气入流角的影响甚微;并得出满足总体性能指标的排气管特征参数的合理范围。     

导流片结构对物流分配性能影响的实验研究

通过板翅式换热器物流分配问题的实验研究发现,不合理的导流片结构造成板翅式换热器内部物流分配极不均匀,以及在横向与纵向上物流分配不均匀的程度也不相同。同时提出了具有补液腔的新型导流片结构,并定义了新型导流片的结构参数。实验结果表明,采用新型的导流片可以有效的改进换热器内部物流分配不均匀的问题,同时还发现在实验的条件下结构参数为0．2的导流片具有最佳的导流性能,通过实验研究得到了不同导流片结构的物流分配不均匀特性与流体雷诺数之间的关系式。     

空冷135MW机组低压进汽导流环流动损失分析

以135MW机组的低压进汽部分吹风试验结果为依据,进行了低压进汽导流环在不同型线下流动损失的研究分析,检验了空冷135MW机组低压进汽导流环的结构设计合理性,并提出了湿冷135MW机组低压进汽部分的改进方案.     

超临界循环流化床旋风分离器结构优化数值模拟

当前我国正在大力发展超临界流化床锅炉,其关键部件旋风分离器在大型化及大尺度条件下的性能直接关系到整个机组的经济安全运行。针对某拟建电厂初设值,对旋风分离器排气管初设结构进行设计优化。对不同排气管直径,插入深度,偏置方向进行模拟研究。模拟采用RSM湍流模型,QUICK差分格式,SIMPLEC耦合方式,随机轨道模型,得到结构变化对分离器总压差和分级效率影响的一般性规律。引进分析综合因素Y=η/ξ(η为分级效率,ξ为阻力系数)将压差与分级效率综合考虑,使Y最大化。结果表明:直径为4.25m时,Y=3.17最大;插入深度为3.6m时,Y=3.17最大;偏于180°方向布置时,Y=3.38最大。排气管直径,插入深度设计合理,为进一步提高分级效率,降低压差可以进行排气管偏于180°方向布置。     

排气蜗壳与轴流涡轮相互作用的气动性能研究进展

排气蜗壳是连接燃气轮机末级涡轮与大气的关键部件,同时也是进一步提高动力装置输出功率最有潜力的部件之一,其与上游末级轴流涡轮因紧密耦合而产生的流动复杂性和非定常性可对涡轮和排气蜗壳的气动性能产生较大影响。国内外研究大多集中于单独的排气蜗壳性能和优化,而对排气蜗壳与轴流涡轮之间耦合的相互作用研究很少。本文主要从排气蜗壳内流动和损失机理、涡轮和排气蜗壳之间流动的相互作用以及排气蜗壳和轴流涡轮耦合的数值研究方法等方面对排气蜗壳内部流场分布及其与轴流涡轮流动相互作用的气动性能研究进展进行综述,重点梳理了二者流动的相互作用以及相关研究方法。最后,对排气蜗壳与轴流涡轮气动性能耦合研究的未来研究重点和发展趋势进行了展望。     

涡轮增压器进/排气蜗壳结构优化与性能分析

为了分析涡轮增压器涡轮部件进/排气蜗壳对涡轮级性能的影响及相互作用机理,提高涡轮效率,采用数值模拟的方法对涡轮增压器中的进/排气蜗壳进行优化设计,提出进气蜗壳和排气蜗壳的优化方案,并与涡轮整机联合运算,对比分析涡轮整机的性能。结果表明:进气蜗壳主要对静叶10%叶高的来流攻角产生影响,优化方案可为涡轮提供更好的进口条件,排气蜗壳主要对动叶尾缘的载荷分布产生影响,优化方案可以增加涡轮的做功能力,进/排气蜗壳的优化设计可使整机总静效率提高1.19%。     

涡轮箱0-0截面对柴油机性能影响的计算研究

针对传统的涡轮箱0-0截面选配方法在发动机性能调试过程中存在的周期长、成本高等问题,利用AVL BOOST发动机性能分析软件建立了不同涡轮箱0-0截面积的某12V150柴油机性能计算模型,分析了涡轮箱0-0截面积对柴油机性能的影响规律,并通过试验进行了验证,为柴油机性能改进奠定了基础。     

基于正交试验的低速机增压器涡轮排气壳性能优化研究

为提升船用低速机涡轮增压器性能,对增压器涡轮排气壳底部流道结构进行参数化,设计并开展了以效率为优化目标的四因素三水平正交试验优化设计和增压器整机性能试验。首先,采用CFD数值模拟方法对不同参数组合的涡轮气动性能进行了计算,然后对涡轮排气壳底部流道结构参数开展了灵敏度分析,同时针对不同参数组结构开展了内部流场对比分析,明确结构因素对流动的影响机理;在此基础上对优化后方案开展了涡轮特性分析,最后在低速双燃料机平台上开展增压器整机试验验证。分析研究表明：在涡轮进气壳、喷嘴环和涡轮叶片等通流部件结构不变的前提下,涡轮排气壳排气方向轴向长度对涡轮整级效率的影响最大,优化后效率明显提升,设计点总压损失系数降低0.3874,静压恢复系数提升0.537,总静效率提升1.85%,其余工况总静效率最大提升2.4%。试验结果表明：优化后涡轮增压器整机效率在主机燃油模式和燃气模式下的全工况范围内效率均有提升,最大提升幅度分别达到1.4%和2.1%,涡轮性能和增压器整机性能改善明显。     

Heat pump enhanced gas turbine cogeneration

A significant fraction of the gaseous fuel supplied to industry will be used in medium- and small-size cogeneration plants. In this paper, a gas turbine and a gas engine of about 800 kW power output are compared at full and part load operation. When low-temperature heat (e.g., for space heating) is produced, the higher exhaust losses of the gas turbine yield a lower system efficiency, particularly at part load. A scheme is proposed to recover the exhaust gas energy by cooling to a temperature near ambient. The system features a heat pump to raise the recovered heat temperature to a usable level and an organic Rankine cycle (ORC) engine to drive the heat pump. The ORC engine uses the high-temperature fraction of the heat recovered from the exhaust. The data for the ORC engine are derived from an actual experimental engine. The performance is calculated for the system at full load.     

船用三轴燃气轮机性能退化指标体系的构建

从燃气轮机整体性能、气路部件、滑油系统、结构振动等方面,较为全面地构建了船用三轴燃气轮机性能退化指标体系。提出了表征整机性能退化的排温裕度、热损失指标、功率不足指标、额外热功比、热效率比等指标。明确了表征气路部件退化的退化因子的概念,提出了绝热效率退化因子、流量退化因子、喘振裕度、热电偶分散度等表征压气机、涡轮、燃烧室等气路部件退化的指标。提出了构建数学模型、统计三限值法、小偏差法和卡尔曼滤波等退化指标的求解和分析方法,并进行了实例分析。为进一步开展燃气轮机性能退化状态评估构建了基本框架。     

矩形截面与圆形截面蜗壳对涡轮性能影响的比较研究

分别设计了喉口面积相等的矩形截面蜗壳和圆形截面蜗壳,通过数值计算,就两种结构对涡轮性能的影响进行了全工况的比较分析,结果表明,当涡轮采用圆形截面蜗壳时比采用矩形截面蜗壳时的效率高。并通过内部流场的分析揭示了两种蜗壳流动损失差异的原因,为涡轮增压器的进一步开发和匹配提供一定的参考。     

6FA燃气轮机试车台排气系统研究

针对国内某6FA燃气轮机试车台的排气系统进行性能研究,阐述了燃气轮机试车台排气系统的作 用、组成、性能和潜在问题等。通过声学和热力学分析,重点讨论了 6FA燃气轮机试车台排气系统的噪声、保 温性能,并对未来运行过程中可能出现的问题进行探讨。试车台用燃气轮机排气系统与电站用燃气轮机排 气系统有很大区别,给同类型燃气轮机试车台的排气系统搭建提供参考。     

1000MW超超临界汽轮机中压缸进汽蜗壳的数值模拟研究

汽轮机实际运行环境中非轴对称通流(进、排、抽汽等)部件产生的非轴对称流场将导致叶片排内部流场的变化.针对某1 000MW超超临界汽轮机的中压缸进汽蜗壳进行了详细的数值模拟研究,并将进汽蜗壳与第一级静叶进行了联算,结果显示进汽蜗壳的非轴对称进汽导敛叶片排进口流场的岗向和径向不均匀,并对叶片性能产生影响.     

柴油机水下排气管口边界模型

柴油机废气排入水中所形成的尾管口边界比较复杂。在柴油机水下工况数值模拟中,一般采用定压模型。本文从流体力学的基本方程出发,根据对水下排气管口两相流动状态的观察和管口气泡形成过程的研究,建立了柴油机水下排气不稳定流动管口边界模型。与定压模型相比,该模型不仅能反映出管口的压力波动,而且可以模拟管口处气泡的形成过程及其与管口内气体之间的相互作用。与1维不稳定流动方法相结合可以进行柴油机水下工况的特性分析,特别是水下排气管口声辐射的数值模拟。