汽轮机低压缸进汽腔室气动分析与方案研究

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1、汽轮机低压缸进汽腔室气动分析及方案研究热力透平文章编号：1672—5549(2015)01—0013—05汔轮机低压缸进汔腔室号动分析及方案研究史立群(上海汽轮机厂有限公司，上海200240)摘要：汽轮机低压进汽腔室设计的优劣对机组效率有明显的影响，其对效率的影响主要有两个因素，一是腔室本身的流动情况；二是腔室出口气流角与静叶的匹配情况。采用计算流体力学(CFD)方法模拟了基于不同设计方案进汽腔室的流场情况，并根据流场参数计算了第一级的级效率。研究表明，采用切向进汽方式，并且根据腔室出口气流角匹配静叶叶型，可以提高低压缸第一级叶片的效率，降低机组热耗

2、。未来将会有越来越多的汽轮机采用切向进汽腔室，以提高机组的效率。关键词：进汽腔室；切向进汽；效率中图分类号：TK262文献标识码：Adoi：10．13707／j．cnki．31—1922／th．2015．01．004AerodynamicAnalysisandDesignSchemeReserchforLPCylinderIntakeChambersofSteamTurbinesSHILi—qun(ShanghaiTurbineWorksCo．，Ltd，Shanghai200240，China)Abstract：Thedesignqualityfor

3、LPcylinderintakechamberofsteamturbineshassignificanteffectontheunitefficiencybecauseofthefollowingmainfactors：theflowconditioninthechamberandthematchingstateofthestatorbladegeometricalangleandflowangle．TheflowfieldofintakechamberswassimulatedbasedondifferentdesignschemebyusingC

4、FDmethod，thefirststage’Sefficiencywasalsocalculatedbymeansofflowfieldparameters．TheresearchshowsthattheefficiencyofthefirststageofLPcylindercanbeimprovedandtheheatrateoftheunitbereducedbyusingtangentialintakemodeandmatchedstatorprofiles．Inthefuture，themoreandmoretangentialintak

5、echamberwillbeusedtoimprovetheefficiencyofsteamturbines．Keywords：intakechamber；tangentialintake；efficiency随着经济形势的逐渐变化，电力设备市场上个重要内容。对于汽轮机机组效率的要求越来越高，为满足这目前，主流的低压缸进汽方式(下文称为原方一需求，制造厂商必须进行技术革新。在技术革案)如图1(a)所示，气流从中低压连通管进入进新过程中，需对不同的技术方案进行评估和分析，汽腔室后，从左右两侧向下流动并充满整个腔室；以明确新技术带来的收益。本文采用CF

6、D方法同时，气流流动方向由径向转为轴向进入低压缸对不同方案的低压缸进汽腔室进行了模拟计算，的第1级叶片，如图1(b)所示(对应于图1(a)中并对计算结果进行了分析，为机组的技术升级改虚线框)。这种进汽方式的优点在于腔室整体的造提供数据支持。流动速度较低，流体进入通流级的流程相对较短，流动的沿程损失小；其缺点主要有两点，一是腔室1研究背景出口气流角不均匀，难以与第1级的静叶几何角很好地匹配，这带来了很大的冲角损失；二是流动为提高现有一些老旧机组的经济性，同时降由径向转为轴向时较剧烈，会在静叶叶顶处产生低其污染物的排放，需对这些机组进行技术改造，流动分离

7、，带来损失。圆柱坐标系的各坐标轴定对汽轮机低压缸进汽腔室进行改造也是其中的一义如图1(a)所示，下文相同。收稿日期：2014—09—22修订日期：2015—01—21作者简介：史立群(1982一)，男，毕业于上海交通大学，硕士，工程师，现主要从事汽轮机气动设计工作。

8、III啊汽轮机低压缸进汽腔室气动分析及方案研究热力透平0．3，机组热耗大致降低0．19／6。是对周向截面积进行修正，三是对新的静叶进行表1两种方案各参数对比表优化设计。此外，在原方案的基础上，可以在周向上安装不同的静叶片，这样也能降低流动损失。需要注意的是，这些不同静叶片的喉节比需要保持

9、一致，这样才可以在匹配不同的气流角的同时避免产生额外的激振频率，保证下游动叶片的安全。5结论参考文献：数值计