论文部分内容阅读
现阶段随着我国电力事业的发展,特别是国家提出在十一五期间建设节约型社会、提高能源利用效率的要求下,大功率汽轮机组的投运成为必然的趋势,将来会成为我国发电的主力机组。然而,随着汽轮机蒸汽参数的不断提高,产生的激振力也会随之增大,汽流激振问题也必将会越来越严重,最终影响汽轮机的安全运行。因此,研究汽轮机激振机理和消除措施对透平机械的安全经济运行具有重要的理论和实际意义。
本文首先介绍了叶轮偏心引起的叶顶间隙气流激振的机理、特征防止措施及国内外研究现状,并进行了简单的比较和分析。然后以CFD软件FLUENT为主要计算工具,以湖南长沙电厂600MW汽轮机动静叶具体结构为基础建立模型,对由于转子偏心所引起的气流激振力进行了模拟计算。
本文分别以二维定性分析和三维定量计算的思路来展开研究。在二维定性分析阶段,从微观的角度对隔板密封内部气流流动情况进行了分析,得出了偏心距和进出口压比是影响迷宫密封性能的重要参数。在三维定量计算的阶段,对隔板密封进行模拟。通过模拟分别计算出在不同偏心距下隔板密封的泄漏量和气流激振力的数值以及在不同进出口压力下同心转子泄漏量的数值,得出了泄漏量随旋转与否、偏心距和进出口压力变化的关系。接着以汽轮机涡动转子为研究对象,在动叶流道,根据蒸汽做功分析动偏心激振力;围带汽封处采用CFD模拟涡动转子泄漏蒸汽二次流的三维粘性流场,确定汽流激振力。并计算了在额定状态,不同阀门开启状态时,汽流激振力的数值。通过对不同阀门开启状态下汽流激振力的分析,得出了在大型汽轮机进气时可以采取对称进汽方式,此时将可以避免因为不均匀部分进气产生的静态激振力对转子稳定性的不利影响。通过对围带气封模拟所得的激振力,计算了转子动特性系数,对围带气封转子稳定性进行了分析,得出了vwo工况要优于额定工况稳定性的结论。
最后,通过对目前已有的研究进行了总结,指出了目前的研究所存在的问题,以及对该方向今后的研究进行了展望。