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1、第3期No.32017年9月DONGFANGTURBINESep.2017DOI:10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2017.03.001某型燃气轮机静叶空气系统分析熊元建，周洪宇，周娜，由旭(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:文章以某型燃气轮机第二级静叶空气系统为例,说明基于流体网络算法的Flowmaster软件在空气系统分析中的功用。分析结果表明,Flowmaster软件能较为准确地预测燃机在设计工况下的空气系统流量,且设计工况下的防止燃气侵入的空气系统结构设计是安全的。同时通过分析不
2、同气封间隙工况,表明轮盘动静间隙泄漏流量随气封间隙的增加而增大。为保证较高的燃机运行效率,可将篦齿气封结构改为密封性能更好的刷子气封结构。关键词:燃机空气系统,流体网络算法,Flowmaster,气封系统中图分类号:TK472文献标识码:A文章编号:1674-9987(2017)03-0001-05VaneFeedAirSystemAnalysisofaGasTurbineXiongYuanjian，ZhouHongyu，ZhouNa，YouXu(DongfangTurbineCo.,Ltd.,DeyangSichuan,6180
3、00)Abstract:Takingthestage2feedsystemtothestationaryvaneofagasturbineastheanalyticmodel,thepaperillustratesthefunctionofthefluid-network-algorithm-basedsoftwareFlowmaster.TheresultsshowthatFlowmasterpredictsthemassflowofthefeedsystemwell,andthestructuraldesignwhichpre
4、ventsfromingestionissafe,underthedesigncondition.Moreanalyticworkofdifferentlabyrinthsealclearanceisundertaken,theresultsshowthatthediskrimleakageflowincreaseswiththeincreaseofthesealclearance,whichsuggeststotakeabrushsealratherthanalabyrinthoneinordertoensurehighther
5、malefficiency.Keywords:gasturbinefeedsystem,fluid-network-algorithm,Flowmaster,sealsystem使燃机具有较高的运行效率。0引言燃气轮机空气系统通常是从压气机的适当位置抽取空气，通过发动机主流道内侧或外侧的各燃气轮机空气系统是燃气轮机给燃气透平叶种流动结构元件（孔，管路，封严环和特定结构片、轮盘、缸体等高温部件提供冷却空气的系统。形成的腔道等）按设计流路及要求参数（压力，空气系统必须保证给透平冷却叶片提供足够的冷温度和流量）流动并完成规定的各项功能，
6、最后却空气，给动静轮缘间隙提供足够的密封空气，从确定的主流道的若干部位排出与主流汇合或直接泄漏到机体外部排入大气[1]以保证高温部件在设计寿命期内安全运行，同时。因此，燃机空气系作者简介:熊元建（1985-），男，工学硕士，工程师，2011年毕业于清华大学动力工程及工程热物理专业。现主要从事燃气轮机透平冷却及二次空气系统研究工作。·1·第3期No.32017年9月DONGFANGTURBINESep.2017统是由各种不同功能的路径串联和并联的网络系流体网络算法的特点是将系统的结构分解成统组成的。其主要功能有冷却、密封、调整燃机由
7、不同元件和节点组成的拓扑网络（见图2），用轴向推力平衡等。静叶空气系统主要包括静叶叶这些元件和流动介质模拟各种结构的工作。通过身冷却供气，轮缘密封供气和气封系统，燃机运分析特征结构特性列出基本方程，形成非线性方行时，主要依靠气封间隙量和供气孔等控制分配程组，求解出空气系统沿程流量、压力、温度等给叶身和动静间隙的冷却空气。参数。并采用节点压力修正法，经过多次迭代计算，求得真实元件的流量和节点压力。流体网络1空气系统特征结构和算法算法具有良好的通用性和可操作性，计算稳定性和收敛性也较好。图1为典型的燃气轮机空气系统示意图。其主要特征结
8、构有：抽气管道、节流孔板、气封、通气孔（包括预旋喷嘴）、旋转盘腔等，整体结构较为复杂。在设计过程中，通常在大致确定压气机抽气位置后，需要详细计算介质经过各特征结构的流通情况，计算出流量分配、压力和温度分布，以保证供气系统能满足设计要求。供冷却空气图
