高低齿迷宫式汽封泄漏流动特性研究

针对汽轮机高低齿迷宫式隔板汽封的复杂结构和轴的旋转效应,采用数值求解三维Navier-Stokes方程技术研究其泄漏流动特性。采用有限体积方法离散Navier-Stokes方程和标准k-ε两方程紊流模型封闭方程组。数值求解方法采用SIMPLE算法,迎风二阶格式求解对流项,迎风一阶格式求解扩散项。研究分析了在相同汽封轴向距离和汽封间隙条件下,三种不同齿数的高低齿迷宫式隔板汽封在不同压比下的泄漏流动特性,并计算了相应的量纲一流量系数。数值模拟结果证明了在相同压比和汽封轴向距离条件下齿数减小会造成泄漏量增加,在相同的齿数条件下,量纲一流量系数随着压比增加而增大。研究工作为工程设计高低齿迷宫式汽封提供了理论依据和技术支撑。     

基于二次回归正交试验的迷宫密封优化设计

基于二次回归正交试验,结合数值模拟方法,研究各结构参数及其共同作用对迷宫密封泄漏量的影响,并建立可靠且不失拟的回归方程对迷宫密封的结构参数进行优化。正交试验结果表明:汽封腔深、凸台高度、汽封齿厚和齿顶间隙对泄漏量均有较大的影响,其中齿顶间隙对泄漏量的影响最为显著;四者之间的交互项对泄漏量也有一定的影响且存在着使泄漏量最小的最佳结构参数。通过检验,回归方程具有较好的显著性和不失拟性。通过对优化前、后迷宫密封内流场特性的分析可知:优化后的迷宫密封齿顶熵增升高、能量耗散大、腔室内平均速度低、惯性作用弱,从而具有更好的阻漏作用。     

燃气轮机透平喷嘴迷宫式汽封泄漏流动特性研究

采用CFD软件对某燃气轮机喷嘴内围带迷宫式汽封进行了三维流动特性数值模拟,详细分析了汽封内部流场结构和汽封泄漏量特性的变化。结果表明,在汽封室内流动是具有复杂涡系结构的湍流流动,在相同的汽封尺寸参数下,汽封泄漏量随着压比的增加而增大,在相同的压比下,汽封泄漏量随着汽封齿长度的增加而减小、随着汽封齿宽度的增加而增大。     

汽轮机侧齿汽封与梳齿汽封流动特性研究

对汽轮机上侧齿汽封和梳齿汽封进行建模,基于数值求解方法,用有限体积法对控制方程进行离散,并求解湍流模型的封闭方程组,在不同的进口压力下,分析了侧齿汽封和梳齿汽封的三维流动特性。分析结果表明侧齿汽封并不一定优于梳齿汽封,对于高低齿形式的汽封,梳齿汽封的密封性能较好,泄漏量较少,对于平齿形式的汽封,侧齿汽封的密封性能较好,泄漏量较少,转子的凸台对汽封泄漏量的影响很大。为汽封齿的设计加工提供了理论依据,为汽轮机的汽封改造提供了技术参考。     

新型椭圆汽封

在旋转机械中,为了防止汽体介质从装置中向外泄漏,轴的两端都采用密封装置,如汽轮机的轴封一般是迷宫式的,主要用齿的间隙和齿数来控制漏汽量。由于轴在运行中的振动,以及汽封安装得不适当,会造成汽封齿磨损,常年轻微磨损积累的结果使间隙增大。尤其在启动时,如控制不当,动、静部件温差引起的热变形往往使汽封齿受到撞击而倒齿、曲卷,间隙急剧扩大,使汽封漏汽量大大超过设计值,降低了装置的经济性。本文介绍一种新型椭圆汽封,能有效地解决上述问题,可供读者参考。     

CFM56系列发动机篦齿结构多目标参数优化分析

为解决CFM56系列发动机在低转速情况下滑油腔内润滑油的渗漏问题,运用VOF两相流理论对其篦齿封严进行数值模拟,分析篦齿的齿数、齿距、篦齿间隙、篦齿齿高、齿顶宽以及齿形角等结构参数对润滑油渗漏量的影响。结果表明:润滑油的渗漏量随齿顶间隙的增加而明显增大,当齿顶间隙在0.3～0.4 mm时,渗漏量增加趋势较为明显;齿距对渗漏量的影响较小,随齿距增大渗漏量小幅增大;渗漏量随齿形角的增大而明显降低,尤其在齿形角小于90°时;随齿顶宽度的增大渗漏量先增大后减小;随齿数的增大渗漏量降低,齿数为2～4时渗漏量降低明显,齿数高于4后变化趋于缓和。以篦齿渗漏量最小为目标,采用响应曲面法进行多目标参数优化,优化后润滑油渗漏下降了87.5%。     

多变量双侧齿迷宫密封泄漏量模拟分析研究

针对目前主要以单侧齿、单一变量变化研究迷宫密封泄漏量所存在的不足,本文以多变量函数理论为基础,以双侧齿迷宫空腔结构多参数变化对迷宫密封性能影响为研究对象,对双齿侧、双变量变化的迷宫密封泄漏量进行研究。通过对迷宫密封流场中三角形齿和矩形齿的深宽比、密封间隙、齿数等参数变化的模拟研究表明,本文所提出的方法与原计算方法相比,计算精度高3%⁵%。     

汽封管路数值模拟计算及改进研究

针对汽封的密封性问题,对汽封管道抽吸压力传播对汽封漏气量的影响、复杂通流结构对传递到汽封侧抽吸压力及汽封漏气量的影响、汽封流量理论计算与CFX模拟计算结果之间存在的误差等方面进行了研究。对汽封进行了三维实体建模及数值模拟,对汽封管道性能参数计算结果、汽封管道截面压力分布情况和截面速度分布情况进行了分析,提出了一种在现场改造中简单有效而又经济的改进型汽封管路结构。研究结果表明:通过加粗中间段平衡管道,该改进型结构可有效减少汽封管道压损,增大过渡段压力,减少高压段漏气,提升汽封效果,提高汽轮机运行效率和可靠性。     

汽轮机通流部分汽封的改进

依据冲动式汽轮机单个级内叶顶汽封和叶根汽封工作特性以及漏汽量的相关技术文献,分析了级内间隙变化对效率的影响程度。并依据分析结果,对通流部分汽封重新设计,轴向为开式结构,叶顶采用梳齿结构,叶根部位采用径向环形结构,放大轴向间隙,保持较小的径向间隙。既增加了级效率,又简化了结构,缩短了生产周期。     

基于CFD的双侧迷宫密封结构气缸侧密封齿优化

针对压缩机迷宫密封内部流场与泄漏量问题,对双侧迷宫密封结构中的气缸侧密封齿展开优化研究。设计三角形、矩形、摆线形3种气缸侧密封齿结构,选用不同的气缸与活塞侧密封齿的齿高、齿宽、密封齿间隙的几何比例（1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6）,建立不同结构的双侧密封齿密封模型,对其密封性能进行CFD动网格瞬态模拟,并与单侧密封齿密封结构进行了比较。结果表明：双侧密封齿密封结构的泄漏量相比单侧密封齿密封结构下降了25.8%~56.0%;3种不同形状的气缸侧密封齿密封性能由高到低依次为三角形、矩形、摆线形;不同几何比例的气缸侧密封齿模型中,密封性能从强到弱排列为1∶4、1∶5、1∶2、1∶6、1∶3。气缸侧与活塞侧迷宫齿几何比例为1∶4的三角形气缸侧密封齿结构的密封性能最优,相比单侧密封齿密封结构泄漏量下降了56%。     

可调式汽封在蒸汽透平中的应用

将可调式汽封应用到蒸汽透平中，通过对传统汽封与可调式汽封在结构与性能方面的对比，说明了采用可调式汽封可提高透平使用性能，增加热态启动稳定性。实际运行情况也证明了这一点。     

蒸汽加热器疏水器选型试验

通过对蒸汽加热器疏水器运行情况试验，从控制的稳定性考虑，对蒸汽加热器疏水器的选型提出了建议。     

蒸汽介质分析及蒸汽计量系统综述

本文从蒸汽介质入手,介绍了蒸汽的产生、性质、分类及用途;进而提出了蒸汽用量计量问题;重点论述了蒸汽计量系统的工作原理和校准方法;最后给出了未来蒸汽计量的主要研究方向。有助于加深行业人员对蒸汽及蒸汽计量知识的理解和应用。     

汽轮机组进汽的多阀控制方式

随着科技的发展和电力市场竞价上网的需要,电液调节系统(简称电调)在汽轮机组上的使用越来越普遍。电液调节系统的阀位控制方式有多阀控制和单阀控制两种,多阀控制的进汽方式比单阀进汽节约主蒸汽量,经济性好。     

采用汽轮机速度级测量蒸气流量的试验研究

本文依据汽轮机通流量计算的斯托多拉流量锥三维曲线,经过简化而来的弗留格尔公式,从20世纪90年代开始在新投产单元机组上实施应用。经过几十年的推广应用表明,该测量方法能够满足机组的运行监视和单元机组机炉协调控制系统需求。     

UG环境中汽轮机叶片汽道建模方法

介绍了采用UG生成汽轮机汽道时叶片汽道型线的特点和叶片型线分类,分别介绍了数据点成型和圆弧线成型的建模方法。     

汽轮机轴封间隙对机组经济性的影响

以超临界600MW湿冷机组高压轴封间隙漏气为例，改变轴封间隙值的大小，应用轴封漏气公式，计算高压缸轴封漏气对机组经济性的影响，为电厂安装及大修期间轴封间隙的调整提供了参考。     

蒸汽发生器的研制

通过300 MW蒸汽发生器制造过程中的管板镍基电渣堆焊、管板组件深孔加工、管子管板胀接、筒体与下封头局部热处理等关键工艺研制,掌握了其制造技术和质量控制要求。