汽轮机排汽通道内导流元件对其性能影响的数值研究

考虑到单独模拟与排汽通道耦合模拟结果的差异性,利用数值计算软件模拟汽轮机排汽缸和凝汽器喉部耦合流动,得到更加精确的通道流场,在此基础上通过添加导流板优化排汽通道性能。计算结果表明,无论排汽通道进口汽流是直流还是旋流,在排汽通道上游(排汽缸缸顶)、中游(排汽缸出口)、下游(喉部)适当加装导流板均能有效改善通道内流场,但直流进汽时的改造效果更加明显,同时,越靠近上游,汽阻优化效果越明显,而在下游添加挡板则更有利于提高出口流场的均匀度。     

汽轮机低压排汽缸气动性能的数值研究

汽轮机低压排汽缸的气动性能对汽轮机组效率的影响至关重要。采用CFD软件CFX,对某型号机组的低压排汽缸小尺寸实验模型在不同来流条件下进行数值模拟研究,并进行了具有对称和非对称两种不同结构扩压器的排汽缸性能对比。结果表明不同的进口旋流对排汽缸性能影响很大,扩压器性能是影响排汽缸性能的主要因素,非对称扩压器更有利于排汽缸性能的提高。     

汽轮机排汽缸的气动研究进展

汽轮机排汽缸是连接凝汽式汽轮机末级出口至冷凝器的通道,改善其气动性能可提高汽轮机的效率。本文从数值分析及试验两方面对排汽缸的研究进行了分析,并对提高气动性能的新型措施进行了归纳。分析表明：末级与排汽缸湿蒸气汽液两相流的联合数值分析是排汽缸流场数值分析的发展方向;模型试验是排汽缸研究的主要方法,由于进口气流对排汽缸性能的影响敏感,进口流场应反映末级出口气流的真实状况,并要特别注意叶栅顶部出口气流的模拟。提高排汽缸气动性能的新型措施为：采用具有负超高的扩压器和非对称扩压器;中分面布置轴向栅格型涡阻尼器;采用除湿措施,减少湿度损失;冷凝器喉部结构及加强系统的改进。     

基于多块网格技术的排汽缸与低压级组耦合流动分析

网格生成是复杂流动数值分析的重要组成部分,网格品质的好坏直接影响到数值解的获得和计算精度。对于汽轮机低压排汽缸和末两级耦合的流场来说,单块网格难以保证计算的准确性。为了更加透彻的认识排汽缸内三维流动的细节,利用多块网格技术生成了排汽通道分块结构化贴体网格,通过求解由RNGk-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程对其进行了耦合数值分析,并采用混合平面方法处理末两级叶栅及其与排汽缸之间动静面的参数传递和相互干扰的问题,获得了排汽缸内部的压力和速度分布等重要流动信息。结果表明该方法能够预测出汽轮机排汽通道内部的流动特性,所得到的结果对排汽缸的优化设计具有重要的指导意义。     

小容积流量下汽轮机排汽缸流动特性分析

基于国内外研究现状,建立了汽轮机排汽缸计算模型,设计了100%、43.86%、21.04%3种容积流量工况,分析了排汽缸内的流动特性及涡系特点,得到其静压恢复系数及总压损失系数分布规律。研究表明:随着容积流量的减小,排汽通道后的汽流速度增加,扩压效果减弱,静压恢复系数减小,总压损失系数增大,出口截面不均匀系数增加,流场逐渐恶化。研究结果可为汽轮机排汽缸改型提供参考。     

叶顶间隙对于汽轮机排汽缸气动性能的影响

介绍了汽轮机末级动叶叶顶间隙对于汽轮机排汽缸性能的影响,通过耦合末级叶片的排汽缸气动数模拟来考察这一影响,发现排汽缸内的流场情况会随着间隙漏汽量的不同而产生变化,表征气动性能的压力恢复系数也随之变化.研究表明,叶顶间隙射流对于排汽缸内流场的影响是不可忽略的,在以后的排汽缸气动设计及优化工作中需要考虑叶顶漏汽射流.     

叶顶汽封漏汽对汽轮机排汽缸气动性能的影响

利用CFD方法对某汽轮机的末级叶片、叶顶汽封和排汽缸进行了整圈耦合计算,考虑了筋板和撑管对流场的影响,较真实地对低压排汽缸进行了数值模拟,结果表明末级动叶片叶顶汽封漏汽对排汽缸气动性能有较大影响,为以后的排汽缸气动设计及优化工作提供了新思路。     

来流条件对排汽缸内非轴对称流动的影响

研究了大功率汽轮机低压缸排汽在不同气流角及不同总压分布下的流场,以模型为对象进行了三维流场的数值模拟.结果表明:排汽缸入口较大的旋流角会恶化排汽缸性能,而总压沿径向变化梯度为负时则有利于改善排汽缸气动性能.基于这一结果提出了通过改变总压分布抑制由于来流方向对排汽缸性能产生的负面影响的方法.     

小容积流量工况对排汽缸的影响分析

汽轮机末级排汽是影响排汽缸运行的关键因素。对汽轮机末级与排汽缸流场进行了数值模拟,得到当末级处于不同容积流量工况时,排汽缸内流动特性及气动性能。结果表明:随着容积流量的减小,排汽缸内流线分布恶化,扩压通道内靠近外导流环区域出现漩涡,其范围及强度随容积流量减小而增加,扩压性能下降;排汽通道流线紊乱度增加,出现复杂涡系,出口截面流动稳定性下降;大尺度漩涡的存在增加了排汽缸能量损失,静压恢复系数下降,总压损失系数增大。     

双流给水泵机组汽缸的结构性能研究

与二次再热主机配套的给水泵汽轮机,相比于与一次再热主机配套的给水泵机组,其进汽参数有大幅提升。以某一电厂1 000MW等级全容量双流给水泵汽轮机的汽缸为例,通过三维有限元分析手段,研究了1 000MW等级全容量双流给水泵汽轮机汽缸在不同参数下的结构适应性。研究结果显示,相比于工作压力,工作温度对双流给水泵机组汽缸的结构影响更明显。进排汽温差越大,蒸汽室与进汽缸法兰接合面的密封性越差,排汽缸靠近垂直法兰处的斜撑板强度也越差;排汽温度越高,动静部件偏心越严重。从强度、密封及部件偏心的角度出发,论述了不同的汽缸结构可适用的工作参数范围,为1 000MW全容量双流给水泵汽轮机的开发设计提供参考。     

Influences of inflow condition on non-axisymmetric flows in turbine exhaust hoods

The complex 3D flow in a steam turbine exhaust hood model with different inlet swirl and inlet total pressure radial distributions has been simulated by employing CFX-5 and analyzed in this paper. It＇s found that the inlet tangential flow angle at hub has a negative effect on the exhaust hood performance, while a negative gradient of inlet total pressure radial distribution has a positive impact on the hood performances. It＇s also numerically con- firmed that a proper distribution of total pressure at hood inlet can successfully eliminate the negative effects caused by the inappropriate inlet swirl distribution and improve the hood aerodynamic performance.     

入口旋流角对排气扩压段气动性能影响的数值研究

为了研究入口气流旋流角对带支撑结构轴流排气扩压段气动性能的影响,以某型燃气轮机排气扩压段为研究对象,采用数值计算的方法,对单独排气段模型及排气段和涡轮末级动叶耦合模型分别进行数值模拟。采用总压保持系数和静压恢复系数作为衡量排气扩压段气动性能的主要参数。排气段单独模拟的结果显示,当旋流角从0°变化至-32°,总压保持系数下降4%,且在-20°以后开始呈现突然的快速下降趋势;而静压恢复系数先上升后降低,在-16°时达到最大值。另外,通过耦合模型与单独排气段模型的数值计算对比,发现当排气段入口旋流角和质量流量相同时,计算结果较为一致。以上结果说明,入口旋流角是影响排气扩压段流动性能的关键因素之一,进行排气段结构设计时要充分考虑旋流角对内部流动的影响。而且,单独排气段数值模拟在相同质量流量和旋流角度条件下,可近似达到耦合模拟的精度,提高设计效率。     

大功率汽轮机低压排汽缸的数值分析系统

概要介绍了大功率汽轮机低压排汽缸数值分析系统各部分的构成及实施的结果,这些结果表明,该分析系统可以定性及定量地分析排汽缸的气动性能,并能为排汽缸的优化设计提供方向。     

蛋白粉尾气余热回收喷淋塔的热工特性研究

大豆蛋白粉干燥工艺过程产生的高温尾气中蕴含着大量显热和潜热,而无填料、垂直逆流喷淋塔可以深度回收尾气中的余热。对此建立了喷淋塔的数值模型,并通过实验验证其准确性;应用所建模型,分析喷淋高度、入口水温、喷淋密度、尾气流速和尾气入口湿球温度对喷淋塔热回收性能的影响规律,进而获得了喷淋塔在实验工况范围内的换热效率曲线及经验关联式,为尾气喷淋热回收塔的优化设计与工程应用提供了分析工具。     

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。     

Effects of inlet swirl on the flow in a steam turbine exhaust hood

IntroductionThe flow through the exhaust hoods of steam andgas turbines is still a problematic matter today. The latestexperiments and CFD research are proof of that, e.g.works published by Solodov, Gnesin (1997)['], Sultanian,Nagao and Sakamoto (1998) ['], and other authors.The flow of the steam through the exhaust hood of acondensing steam tUrbine depends to a considerableextent on the swirl of the flow in the inlet section. Thechange of an inlet swirl results in changes in the loss ofki…     

公交客车天然气／汽油两用燃料发动机供气技术研究

对汽油机改装为天然气,汽油两用燃料发动机的供气系统在动力性、经济性及排放性能方面进行了比较分析,传统的混合器式天然气发动机对空燃比难以实现高精度的控制,采用电控缸外进气阀处多点喷射系统可以明显改善发动机经济性和排放性能,得到较高的功率输出。     

30万千瓦空冷汽轮机组低压排汽缸数值模拟

使用NUMECA的Fine／Turbo软件,数值模拟研究哈尔滨汽轮机厂有限责任公司300MW空冷机组低压排汽缸内三雏粘性流动的细节。通过使用该软件的Condensable Flow模块以及特有的给定总焓和湿度的边界条件,研究考虑湿蒸汽凝结以及边界条件的不同给定方法对排汽缸内流动以及流动参数的影响,结果表明,边界条件的给法和湿蒸汽工质对排气缸模拟结果影响显著。     

汽轮机低压排汽缸气动性能的数值研究

针对汽轮机低压排汽缸气动性能对汽轮机组效率的影响,采用小尺寸试验模型对汽轮机低压排汽缸进行了数值模拟,得到扩压器进口导流环壁面压力分布和出口特征平面速度分布,并与相应的试验测量结果进行了比较,验证了数值计算结果的可靠性．通过数值模拟方法分析了扩压器和蜗壳的性能．结果表明：汽轮机扩压器导流环和蜗壳之间的涡系结构复杂,通道涡是造成排汽缸扩压能力降低和能量损失的主要因素．