扩压管出口条件对低压排汽缸性能的影响.pdf

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1、第55卷第6期汽轮机技术V01．55No．6●2013年12月TURBINETECHN0L0GYDec．20l3扩压管出口条件对低压排汽缸性能的影响周玉，薛进，杨新健(1华北电力大学，保定071003；2中国电能成套设备有限公司(烟台)，烟台265100)摘要：低压排汽缸内的扩压管对汽流具有扩压和改变方向的作用，对其出口处的结构进行优化能改善排汽缸整体的气动性能。扩压管出口处内导流环的倾角会影响汽流排出扩压管时的流动状况，不合适的倾角使得汽流在流出扩压管时形成较大的漩涡。对扩压管出口宽度和出口处内导流环倾角进行研究，

2、计算结果显示，出口宽度和倾角都有一个最优值，分别为1250mm和75。。关键词：低压排汽缸；扩压管；排汽损失；漩涡分类号：TK264．1文献标识码：A文章编号：1001—5884(2013)06-0405-03InfluenceonExhaustHoodbyConditionsofSteamTurbineDiffuserOutletZHOUYu．XUEJin，YANGXin．jian(1NoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding07l003，China；2ChinaPowerCo

3、mpleteEquipmentCompany(Yantaibranch)，Yantai265100，China)Abstract：Diffuserintheexhausthoodcanexpandtheflowandchangeitsdirection，andoptimizationonthediffuseroutletmayimprovetheperformanceofexhausthood．Theangleofinnerwallofthediffuseroutletcaninfluencetheflowfield

4、neartheoutlet，SOthattheimproperanglecausesfluidvortexneartheoutlet．Thispassagemakesaresearchonthewidthofoutletandangleofinnerwallofdiffuseroutlet．Theresultshowsthatthereisanoptimizationofwidthorangle，namely1250mmor75degrees．Keywords：exhausthood；diffuser；exhaust

5、pressureloss；fluidvortex0前言汽轮机低压排汽缸一般由扩压管和蜗壳组成。汽流在扩压管内实现扩压和转弯，再在蜗壳内进行一系列复杂的运动。在扩压管的内外壁面附近，汽流容易形成漩涡(Vortex)，排汽缸进对下游造成干扰并增大汽流能量耗散，这主要是由扩压管不合理的结构造成的。对大功率汽流发电机组，排汽缸能量相当于总可用能量的2％以上，大约占机组总损失的15％。因此，对排汽缸进行研究尤为重要。文献[2，3]研究了排汽缸尺寸对其气动性能的影响，文献[4—8]研究了扩压管流场对排汽缸性能的影响。由于在扩压管

6、出口附近容易形成漩涡，本文对扩压管的图1排汽缸流场计算区域示意图出口结构进行研究，着重对扩压管出口处内导流环的倾角和格数约为200万个，保证了计算的精准度。出口宽度进行计算，目的是减小扩压管内的漩涡强度，改善在Fluent软件平台上，基于压力求解由连续性方程和动排汽缸的气动性能。量方程组成的方程组。选取速度进口和压力出口作为边界条件；壁面为无滑移壁面边界；选择SIMPLE作为压力一速度1物理模型及计算区域耦合方式。连续性方程：图1为排汽缸内流场计算区域示意图，由于结构对称，div()：++：0(1)并且为了便于观看内

7、部结构，取模型的一半，所示剖切截面dxddz壬生面(丝垩面)图2封E汽缸计算区域网格示意图，网动量方程：收稿日期：2013-03—18作者简介：周玉(1986一)，男，汉族，河北保定，助教，主要从事直接空冷机组节能研究。第6期周玉等：扩压管出口条件对低压排汽缸性能的影响扩压减速能力。度。在上半缸的扩压管内壁附近有规律的布置13个监测点，如图7所示，用以监测扩压管内壁静压随位置的变化。3实例计算从扩压管进口到扩压管出口，将监测点依次标示为点1～13。图8示出了不同出口宽度时各种型式的扩压管内壁静压值以国产某600MW机

8、组排汽缸为例进行分析。该排汽缸变化曲线。进口压力为汽轮机末级排汽压力，出口压力为4900Pa。将原始排汽缸模型(=0，d=1lOOmm)改造为出口边倾角=75。，出口宽度d=1250mm，控制排汽缸出口压力，计算进口压力和排汽损失。结果如表1所示。图10为改造前与改造后排汽缸子午面速度矢量对比。表1改造前与改造后排汽缸性能对比图7排汽缸(上半缸